WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

«О Т Ч Е Т О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК в 2000 году Основные результаты в области естественных, технических, гуманитарных и общественных наук МОСКВА 2001 УДК 06, 050, 001 ББК 73 ...»

-- [ Страница 2 ] --

Разработан оригинальный способ изготовления охлаждаемых турбинных лопаток с проникающей системой охлаждения. Применение таких лопаток позволяет повысить температуру газа перед турбиной на 150-200С° и сократить на 20-25% расход охлаждающего воздуха. (ВИАМ, ЦИАМ) Разработана технология синтеза термостойких полимеров-полиимидов в виде ультрадисперсных порошков, при использовании которых создан композиционный самосмазывающийся материал с коэффициентом трения 0,08-0,12, с повышенной износостойкостью в экстремальных условиях эксплуатации: криогенные температуры, вакуум, агрессивные среды. (ИНЭОС РАН) Разработана не имеющая аналогов технология нового поколения волновой упрочняющей обработки с использованием низкочастотных термоакустических эффектов для высоконагруженных деталей в машиностроении, что позволяет повысить ресурс работы деталей в 3-5 раз. (АО ЦНИТИ) Механика Создана и апробирована методика исследования детонационных и ударно-волновых процессов с помощью синхротронного излучения (СИ), выводимого из ускорителей со встречными пучками. СИ обладает уникальными характеристиками по длине волны, интенсивности, малой угловой расходимости, высокой частоте следования импульсов, малому времени экспозиции (10-9сек). Исследования с помощью СИ детонационных и ударно-волновых процессов при малых углах позволили впервые получить экспериментальные данные по кинетике образования конденсированной фазы углерода при детонации различных составов взрывчатых веществ и особенностям процесса разрушения образцов, подверженных действию ударной волны. (ИГиЛ, ИЯФ, ИХТТМ СО РАН) Впервые получены экспериментальные данные по возможности стабилизации горения в сверхзвуковом потоке при использовании рециркуляционных зон, возникающих при интерференции вихря со скачком уплотнения. Исследованы различные способы создания рециркуляционных зон в ГПВРД. (ЦАГИ) Впервые выполнено детальное комплексное исследование физики тлеющего разряда с большой плотностью тока и его воздействие на газодинамическую картину обтекания тел сверхзвуковым и гиперзвуковым потоками газа. Установлено, что существенное влияние на течение газа оказывает прикатодная область разряда, где происходят основные изменения. (ИТПМ СО РАН) Предложены новые способы тепломассоподвода в ближнем следе тел вращения с целью снижения их сопротивления при сверхзвуковом обтекании. Они основаны на использовании вдува струй продуктов сгорания пиротехнических составов с отрицательным кислородным балансом и малыми относительными расходами (0.5 – 0.7%) в определенные области ближнего следа. Установлено, что применение предложенных способов приводит к повышению донного давления и полному устранению донного сопротивления. (ИМех МГУ) Разработан конструктивный вариационный метод решения функциональных уравнений относительно параметров конформных отображений. С помощью этого метода доказана разрешимость как струйных задач гидродинамики, так и задач фильтрации жидкости со свободными границами в неограниченных областях.

(ИГиЛ СО РАН) Разработан экспериментальный метод, позволяющий определять значение коэффициентов преобразования внешних возмущений в неустойчивые колебания сверхзвукового пограничного слоя.

Получение численных значений коэффициентов позволяет оценивать положение ламинарно-турбулентного перехода в пограничных слоях летательных аппаратов. (ИТПМ СО РАН) Проведен комплекс исследований пограничного слоя на прямом и стреловидном крыльях.

Экспериментально исследована восприимчивость пограничного слоя к неоднородностям набегающего потока с повышенной степенью турбулентности (обнаружено три различных режима образования продольных вихрей вне пограничного слоя, перестройки структуры течения в пограничном слое и характера нарастания возмущений). Предложены методы гашения или ослабления возникающих в пограничном слое возмущений как один из способов затягивания ламинарно - турбулентного перехода и уменьшения сопротивления трения летательных аппаратов. (ЦАГИ) Разработана модель радиальных колебаний парогазового пузырька в жидкости с учетом тепло- и массопереноса, диффузии и образования ударных волн в среде. Построено численное решение задачи о схлопывании сферического пузырька в воде при лазерном пробое. (ИМ УНЦ РАН) Экспериментально исследованы концентрационно-капиллярные эффекты, вызванные растеканием растворимого поверхностно-активного вещества по поверхности слоя жидкости. Обнаружено, что возникающая при этом конвекция приводит в достаточно тонких слоях к сильной деформации поверхности и разрыву слоев. (ИМСС УрО РАН) Развита линейная теория и исследованы основные закономерности распространения плоских, сферических и цилиндрических волн в полидисперсных парогазокапельных смесях с учетом нестационарных и неравновесных эффектов межфазного обмена массой, импульсом и энергией. Исследован аномальный эффект немонотонной зависимости диссипации звука от концентрации капель в аэрозолях с фазовыми переходами. Предложен акустический метод определения параметров смеси. (ИММ КазНЦ РАН) Исследовано образование «пальцев» при ударе капли о твердую поверхность. Впервые показано, что именно неустойчивость Рэлея - Тейлора приводит к образованию «пальцев» при ударе капли о твердую поверхность. Необходимым условием развития данной неустойчивости является неравенство We1/2 >> 1, причем число образующихся «пальцев» является функцией чисел Маха и Вебера. (ИТ СО РАН) Дана новая постановка задач о течении вязкопластических сред, в основу которой положено представление о ядре течения, как о течении пластического тела. Такая постановка позволила получить общую форму записи уравнений течения любых вязкопластических сред. (ИПМех РАН) Разработан принципиально новый подход к созданию теории конечных упругопластических и вязкоупругопластических деформаций, основанный на применении формализма термодинамики необратимых процессов, позволяющий описывать, в частности, эффекты возникновения повторного пластического течения при общей разгрузке среды. (ИАПУ ДВО РАН) Развит новый подход к математическому моделированию континуального разрушения упругопластических сред при конечных деформациях на основе механизмов движения дислокаций и образования пор и модификации термодинамического метода, позволивший, в частности, описать динамические эффекты в нелокальной упругопластической среде. (ИПМех РАН) Предложен способ описания деформирования неголономных систем (в том числе материалов с памятью формы и активных композитов) на основе вариационного подхода. Построена модель деградации свойств связующего компонента вследствие накопления повреждений. (ИПРИМ РАН) Разработан метод численно-аналитического решения задач теории упругости о криволинейных трещинах с учетом образования областей налегания, скольжения и сцепления при взаимодействии берегов трещины с трением. Решены модельные задачи, демонстрирующие влияние траекторий нагружения на условия достижения трещиной состояния предельного равновесия. (ИПМех РАН) Разработан метод расчета и проектирования одного из важнейших элементов газовой турбины – вращающегося армированного диска с лопатками в «горящей» части двигателя. Найдена структура армирования боромагниевых и боротитановых дисков, способных работать в диапазоне до 1000°С с несущей способностью 20000-30000 об/мин при массе в несколько раз меньшей, чем у современных титановых и стальных дисков газовых турбин. (ИТПМ СО РАН) Построено теоретическое описание дефектов (в том числе дефектов нового типа) несоответствия в межфазных и межзеренных границах раздела в наноструктурных и поликристаллических пленках.

(ИПМАШ РАН) Экспериментально и теоретически развит новый подход к определению каталитических свойств контактных поверхностей теплозащитных панелей космических аппаратов. На его основе разработан ряд индукционных плазмотронов, выполнено моделирование аэродинамического нагрева отечественных сверхлегких теплозащитных материалов с уникальными физико-химическими свойствами при высоких температурах в потоках чистой индукционно нагреваемой плазмы для условий гиперзвукового входа космических зондов в плотные и разреженные атмосферы (в частности, Земли и Марса), обеспечивающее условия безаварийной посадки. Плазмотроны обладают также большими возможностями для моделирования высокотемпературных плазмохимических технологий. (ИПМех РАН) Разработаны технические предложения по проекту «Марс – Фобос – грунт», предусматривающие решение задач баллистики, управления и навигации космического аппарата на всех этапах полета, посадки на поверхность Фобоса, забора образцов грунта и их доставки на Землю. (ИПМ, ИКИ, ГЕОХИ РАН, НПО им. Лавочкина, НИИПМиЭ МАИ) В плане предполагаемых исследований Марса разработана концепция системы управления марсоходом и его навигационных систем. (ИПМ РАН, ВНИИТМ, НПО им. Лавочкина, ИМех МГУ) Решена задача об инвариантной нормализации неавтономных гамильтоновых систем. Предложенный алгоритм не зависит от наличия или отсутствия резонанса и от выбора исходных фазовых переменных и выражен в виде явной одномерной рекуррентной формулы. (ИПМех РАН) Предложен метод расчета конструкций и сооружений при интенсивных сейсмических и внешних взрывных воздействиях, позволяющий учитывать все стадии повреждения, разрушения и обрушения. Метод основан на представлении сооружения в виде совокупности твердых блоков, деформацией и повреждением которых можно пренебречь, и звеньев, в которых сосредоточены все процессы повреждения, разрушения и местной потери устойчивости. (ИМАШ РАН, МЭИ, ГУП ЦНИИСК) Развита статистическая модель разрушения ледяного покрова при взаимодействии с ледостойкой конструкцией, учитывающая процесс разрушения ледяного покрова в зоне контакта с конструкцией.

(ИПМех РАН) Предложена модель роста трещин коррозионной усталости и коррозионного растрескивания, учитывающая воздействие процессов накопления механических и коррозионных повреждений, диффузию и конвективный перенос внутри изменяющейся во времени полости трещины. (ИМАШ РАН, МЭИ, ГУП ЦНИИСК) Построена иерархическая модель деформации и изнашивания, в основе которой лежит самосогласованное вихревое движение мезообъемов, сопровождающееся формированием дискретных частиц износа. Блокирование образования мезовихрей путем создания градиентной структуры в поверхностном слое препятствует появлению частиц износа и уменьшает интенсивность изнашивания.

(ИФПМ СО РАН) Разработан способ и комплекс устройств для вакуумного напыления при температурах ниже 120°С износостойких защитных, твердых спектрально-селективных, прозрачных электропроводящих и теплостойких покрытий на высокопрочные стали, алюминиевые сплавы, стеклянные и полимерные материалы. (ИФПМ СО РАН) Разработана методика исследования динамической трещиностойкости конструкционных материалов и создана уникальная испытательная установка для оценки прочности материалов при ударной нагрузке микросекундной длительности. (ИПТ РАН) Проблемы управления Создана высокоточная гироинерциальная навигационная система на базе сферического гироскопа с магнитным подвесом и с высокоточным преобразованием углового положения ротора гироскопа в электрический сигнал. С применением цифровой системы картографических данных реализована навигационная система для управления движением судов на стесненной акватории. (ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор») Выполнены исследования динамики и управления движением плоских многозвенных механизмов, способных перемещаться по горизонтальной плоскости при наличии сил сухого трения. Проведены экспериментальные исследования этого механизма, подтвердившие сделанные ранее теоретические выводы.

Данный принцип перемещения по плоскости путем ползающих движений может быть использован при создании микророботов. (ИПМех РАН) Разработаны теоретические основы моделирования сложных объектов управления в качественных шкалах, предназначенные для построения интеллектуальных программ анализа физических процессов, протекающих в сложных технологических системах типа: атомные электростанции, тепловые электростанции, тренажеры. Результаты разработок дают возможность создавать высокотехнологическое программное обеспечение для управления сложными технологическими процессами и тренажерами для АСУ ТП. (ИПУ РАН) Разработана методика построения специализированных экспертных систем для анализа цифровых изображений в задачах обнаружения и идентификации объектов. Новизна, научная и практическая значимость работы состоит в том, что в настоящее время программных средств, позволяющих вести эффективную разработку алгоритмов анализа изображений на основе декларативного структурно вероятностного описания искомых объектов, не существует. Разработанная методика позволяет существенно упростить и ускорить цикл разработки алгоритмического обеспечения при создании различных систем компьютерного зрения. (ГНЦ РФ ГосНИИАС) Разработана теория развивающихся экспертных систем, позволяющая создавать принципиально новые архитектуры систем информации сопровождения нечетких задач управления. Основной идеей теории является внедрение в контур информационных систем нового структурного элемента - «конструктора», являющегося средством проектирования и позволяющего выполнять динамическую реконфигурацию системы ввода и экспертной обработки информации. «Конструктор» функционирует как в интерактивном, так и автоматическом режиме и работает под управлением модели пользователя или внешней ситуации.

(ИПУ РАН) Разработаны методы, алгоритмы, программные средства и технологические схемы работ по созданию геоинформационных систем для площадных (территории, прилегающие к водохранилищам, автомобильным и железнодорожным магистралям и т.п.) и линейно-протяженных (нефте-газопроводные системы, ЛЭП, автомобильные и железнодорожные магистрали и т.п.) геотехнических объектов на основе материалов аэро- и космической съемки. (НГИЦ РАН) В задаче нелинейного синтеза исследована связь решений уравнения Гамильтона – Якоби - Беллмана с альтернированным интегралом Понтрягина. Разработаны эффективные конструктивные методы вычисления альтернированных интегралов, использующие технику эллипсоидальных аппроксимаций. (ИММ УрО РАН) Получены новые результаты по разработке единого универсального языка для постановки и решения различных задач теории управления в терминах современной геометрии и теории структур. В рамках этого языка развит аксиометрический подход к анализу задачи оптимального управления в системах с распределенными и сосредоточенными параметрами. Введена и исследована новая обобщенная метрическая структура, определяющая эту задачу. Установлена связь между предложенной аксиоматикой и аксиомами обобщенной булевой алгебры. Полученные результаты позволят глубже понять основания и важнейшие концепции теории управления. (ИПУ РАН) С помощью методов алгебраической топологии исследованы свойства непрерывных по фазовой переменной стратегий в позиционных дифференциальных играх с нелинейной динамикой и невыпуклым целевым множеством. Получены условия, при выполнении которых из невозможности уклониться от целевого множества с помощью программных управлений следует невозможность уклониться посредством непрерывных по фазовому вектору стратегий. (ИММ УрО РАН) Завершен цикл теоретических исследований, математического и компьютерного моделирования биосистем на уровне организма. Осуществлено теоретико-управленческое развитие концепции гомеостазиса на технические системы. Полученные результаты оригинальны и не имеют мировых аналогов.

(ИПУ РАН) Разработан принципиально новый функциональный подход к построению общей теории структур преобразования информации, как иерархической системы знаний. Стержневой идеей такой теории является гипотеза о существовании некоторого минимального числа основополагающих идей (законов, математических моделей), содержащих в потенциальной форме сведения обо всех возможных структурах систем рассматриваемого класса. (ИПУ РАН) Получены новые теоретические и экспериментальные результаты в области пассивной макроволновой радиолокации на основе горизонтальных рамочных «чисто магнитных» антенн с дополнительным экранированием. (ВАТУ) Для многоканальной системы управления летательными аппаратами, в которой ограниченный ресурс управления необходимо распределить между отдельными каналами, на основании теории оптимального управления решена задача формирования специального алгоритма, выполняющего распределение ресурсов путём статистической обработки информации о текущей обстановке движения. В современной литературе эта задача не рассматривалась. (ГНЦ РФ ГосНИИАС) Решены задачи обработки на персональных компьютерах больших (150 Гбайт и более) массивов информации - результатов сшивки отсканированных материалов аэрофотосъемки с высоким разрешением (17 см и выше - разрешение аэрофотоснимков, 15 мкм - разрешение сканирования) в целях создания основы разработанной в НГИЦ РАН экологической ГИС состояния территорий, прилегающих к МКАД (ГИС «ЭкоМКАД»), экологической ГИС Клязьминского водохранилища ("ВодГИС") и ГИС характеристик транспортных потоков на основных магистралях г. Москвы (ГИС «ТрансМ»). (НГИЦ РАН) Предложена методология построения интегрированных (междисциплинарных) моделей сложных систем, в основу которой положено понятие инженерной теории, использующей компьютерное представление и обработку знаний. Решена проблема компьютеризации всего жизненного цикла моделей:

от концептуального анализа предметной области до численного моделирования. Разработаны методы управления процессом исследования на моделях, обеспечивающие возможность модификации концептуальных моделей в ходе вычислительных экспериментов. (ИПУСС РАН) Построена и исследована математическая модель эволюции менделевской популяции диплоидных организмов, развивающейся и ресурсно-ограниченной экологической нише. Показано, что при одновременном наличии в популяции разнообразия по мальтузианскому и ресурсному параметрам течение отбора сопровождается сменой динамических режимов от стационарного состояния через предельные циклы к хаосу и, наоборот. (ИАПУ ДВО РАН) Разработана теория и микросхемная цифровая реализация синхронно-синфазных управляющих комплексов последней версии. Они получают стремительно нарастающее признание и реализацию, особенно в народнохозяйственной сфере. (ВАТУ) Создана модель управления транспортным процессом на базе графо-аналитического способа описания процессов управления и их интерпретаций, обеспечивающего эффективное использование управляющей вычислительной системы с иерархической и параллельной организацией и переменной структурой. (ИПТ РАН) Разработан прогнозирующий алгоритм управления движением скоростного судна в аварийных ситуациях на базе бифуркаций фазового состояния пространства, обеспечивающий опережающую оценку кинематических параметров движения и своевременное принятие решений. (ИПТ РАН) Завершена разработка новых моделей вихретокового дефектоскопа для контроля труб и проката с повышенным диапазоном габаритов изделий, повышенной достоверностью и автоматизацией режимов калибровки и контроля. (МНПО "Спектр") Завершена разработка компьютерного телевизионного дефектоскопа для контроля качества пайки сотовых уплотнений авиадвигателей. Подобные системы используются впервые и значительно расширяют возможности контроля. (МНПО "Спектр") ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И АВТОМАТИЗАЦИЯ [Академик-секретарь Отделения академик С.В.Емельянов] Математическое моделирование. Вычислительная и прикладная математика для задач информатики Создан программный комплекс для расчета сложных многомерных (двух- и трехмерных) задач газовой динамики и физики плазмы на многопроцессорных вычислительных системах. Проведены уникальные расчеты развития гидродинамической неустойчивости Рихтмайера – Мешкова, и успешно осуществлено прямое численное моделирование образования турбулентной зоны перемешивания вблизи границы контакта двух сред с разными физическими свойствами. (ИММ РАН) В двумерном вычислительном эксперименте на сетках до 1 млн. узлов и на продолжительных временных интервалах рассмотрена динамика турбулентного перемешивания, вызванного неустойчивостью Рэлея - Тейлора. Впервые исследованы масштабно-инвариантные свойства спектральных и статистических характеристик турбулентного перемешивания. Найдены универсальные спектры, единым образом характеризующие турбулентность на всём автомодельном интервале. (ИАП РАН) Для расчёта пространственных нестационарных задач развития гидродинамических неустойчивостей и турбулентного перемешивания разработана идеология одномерной и многомерной декомпозиции области интегрирования в программном комплексе E3D-HR. Это позволило существенно повысить эффективность использования процессорного времени на многопроцессорных ЭВМ и значительно ускорить работу программы. (ИАП РАН) Разработан метод, увеличивающий точность алгоритмов численного моделирования в задачах механики сплошных сред до заданного порядка. При использовании параллельных вычислительных систем это увеличение не требует дополнительных затрат машинного времени и позволяет расширить класс проблем, решаемых с приемлемой точностью. (ВЦ РАН) Разработаны математические модели экономики переходного периода, которые дали конструктивные решения актуальных экономических проблем, обсуждаемых экономистами разных школ, такие как модель стратегии распределения ресурсов во времени и модель технологической перестройки производства, модель распределения доходов населения на потребление и сбережения. Оценены последствия реализации либеральной программы мобилизации ресурсов. (ВЦ РАН) Разработаны алгоритмы обращения нелинейных динамических систем по известному фазовому вектору на основе робастной стабилизации, построены динамические наблюдатели состояния нелинейных систем, созданы робастные алгоритмы обращения многосвязных систем. Предложен эффективный алгоритм обращения, позволяющий асимптотически точно оценивать входной сигнал при наличии помех в измерениях выхода и неопределенности в параметрах системы. (ИСА РАН, МГУ) Разработаны методы исследования свойств важного класса энтропийных операторов, описываемых возмущенной задачей максимизации энтропии на многограннике. Получены условия непрерывности и дифференцируемости энтропийного оператора. Развит метод исследования устойчивости и бифуркации точек равновесия динамической системы с энтропийным оператором. (ИСА РАН) В рамках теории управления риском природных и техногенных катастроф намечен ряд пионерских подходов к мониторингу и прогнозированию кризисных процессов в социально-технологических системах, нашедших отражение в монографии “Управление риском. Риск, устойчивое развитие, синергетика” (М., Наука, 2000). Ряд предложенных в этой работе подходов не имеет аналогов в мировой научной литературе либо из-за принципиальной новизны, либо из-за существенных особенностей, связанных с управлением риском природных и техногенных катастроф в современной России. (ИПМ РАН, ИМАШ РАН, ИПУ РАН, МИТП РАН, ЯрГУ Минобразования России) Завершен многолетний цикл работ по обобщению на произвольные температуры и плотности квантово статистических моделей высокотемпературной плазмы (модели Томаса - Ферми, Хартри - Фока и Хартри – Фока – Слэтера). Построены эффективные алгоритмы для решения систем нелинейных уравнений, соответствующих этим моделям. Разработаны комплексы программ, в том числе для многопроцессорных вычислительных систем, созданы банки данных теплофизических свойств высокотемпературной плазмы в широкой области температур и плотностей. (ИПМ РАН) Для решения записанного в сопряженной форме стационарного диффузионного уравнения с вырождающимся на границе области конвективным слагаемым построены новые алгоритмы метода Монте Карло, связанные с процессом “блуждания по сферам и в шарах”. Осуществлен переход к эквивалентной системе интегральных уравнений относительно решения исходной задачи и его производной вдоль направления скорости. Получены условия сходимости ряда Неймана и конечности дисперсии соответствующей оценки метода Монте-Карло. (ИВМиМГ СО РАН) На основе созданной адекватной численной модели процесса плазмохимического травления исследованы возможности оптимизации процесса травления кремниевых пленок в смеси тетрафторида углерода с кислородом. Найдена оптимальная концентрация кислорода в рабочей смеси, при которой скорость травления образца втрое превышает среднюю скорость травления в чистом тетрафториде углерода.

(ИВТ СО РАН) Разработаны эффективные численные алгоритмы, и проведено математическое моделирование процессов распространения электромагнитных волн в горизонтально-однородных слоистых средах с локальными включениями. (ВЦ ДВО РАН) Компьютерные интеллектуальные системы Исследована возможность использования нейронных сетей (многослойного персептрона) для реализации сегментных моделей в системе распознавания слитной речи. Выполнено исследование по оптимальному выбору множества контекстно-зависимых моделей речевых единиц для русского языка.

Указанные результаты являются необходимыми для создания подсистем акустико-фонетического анализа систем распознавания слитной речи произвольной сложности. (ВЦ РАН) Разработан проекционный метод для обучения распознаванию образов с малым числом объектов для обучения. Метод основан на принципе равенства проекций векторов ошибок и невязок на векторы, образующие нуль-пространство матрицы наблюдений. Метод применим к ситуации, когда размерность нуль-пространства матрицы признаков сравнима с размерностью пространства параметров. Получена рекуррентная процедура построения классификатора и разделяющих функций для автоматического принятия решений в экспертных системах. (ИСОИ РАН) Разработаны новые эффективные методы построения баз экспертных знаний - методы ЦИКЛ и КЛАНШ. Методы позволяют успешно решать одну из основных задач искусственного интеллекта - задачу построения полных и непротиворечивых баз экспертных знаний с близким к минимально возможному числом обращений к эксперту. (ИСА РАН) Предложены и исследованы новые модели интеллектуальных систем – дискретные динамические модели, основанные на знаниях. Рассмотрены архитектуры баз знаний, установлена связь архитектурных особенностей баз знаний с достижимостью состояний, выполнена экспериментальная реализация на примере задачи управления сложными движениями в случае динамически изменяющихся целей. (ИПС РАН) Создана новая версия решателя задач, реализующая класс правдоподобных рассуждений, которые осуществляют взаимодействие индуктивных выводов, выводов по аналогии и абдуктивного принятия гипотез в базах данных с неполной информацией. Решатель задач был применен (совместно с ИС РАН) в интеллектуальных системах для анализа социального поведения. (ВИНИТИ) В рамках единой системы автоматического доказательства теорем (АДТ) для классического исчисления предикатов разработаны методы получения логических выводов, обладающих требуемыми свойствами.

Использование в системе АДТ модификаторов исчислений, ограничивающих применение правил вывода, позволяет менять логику вывода. Разработанные методы позволяют решить ряд задач интеллектного управления. Разработана программная система КВАНТ/1, реализующая эти методы. (ИДСТУ СО РАН) Для широкого класса региональных природно-промышленных комплексов разработано унифицированное информационное обеспечение, создающее основу системы поддержки принятия решений по управлению безопасностью. Выявлена иерархическая структура элементов природно-промышленного комплекса, важных для безопасности. Обоснованы единые формы представления и оценки разнородных опасностей. (ИИММ КНЦ РАН) Передача и обработка информации Впервые построены асимптотически хорошие квантовые корректирующие коды. Для этого используются специфические свойства кодов, строящиеся по алгебраическим кривым. Квантовые коды – активно развивающаяся область помехоустойчивого кодирования, необходимая для создания квантовых компьютеров, теоретическое быстродействие которых значительно превышает возможности обычной вычислительной техники. (ИППИ РАН) Получены новые теоретические и эмпирические оценки кодового расстояния, спектра и вероятности ошибочного декодирования плетеных кодов. Моделирование показало, что этот класс кодов является перспективным для применения в системах телекоммуникации. Результаты исследований теоретически подтверждают хорошие характеристики плетеных кодов и дают возможность рассчитывать системы даже в тех случаях, когда их моделирование потребовало бы нереальное время. (ИППИ РАН) Осуществлена функциональная декомпозиция средств системы адресации, как составной части системы управления, при интеграции множества сетей передачи данных в единую мультисетевую систему.

Определено распределение и назначение глобальных и сетевых адресных таблиц между центральной и местными частями общей системы адресации. Определены способы образования и идентификации разных типов сообщений в интегрированной мультисетевой системе. (ИПИ РАН) В рамках разработки методов и средств эффективного поиска информации в Интернет предложены:

архитектура интегрированной Web-машины;

язык WWL – как средство для описания процессов, реализуемых интегрированной Web-машиной;

новые технологии преодоления ограничений поисковой машины (ПМ) на количество выдаваемых результатов поиска и интеграции результатов, полученных от отдельных ПМ;

язык описания форматов входных и выходных данных поисковых машин. (ИПИ РАН) Разработана концептуальная и формальная модели многоагентной системы защиты компьютерных сетей. В качестве формальной основы модели используется разработанная онтология предметной области.

Она представлена как композиция частных онтологий, описывающих различные аспекты предметной области и этапы разработки системы защиты. Онтология используется для структуризации распределенных знаний системы в целом, а также для декомпозиции функций системы и их распределения между программными агентами системы защиты информации. (СПИИ РАН) Разработан новый формат сжатого представления цифровых изображений, использующий усеченное сингулярное разложение, специальный способ квантования и кодирования. Этот формат используется для встраивания изображения в изображение для обеспечения скрытых коммуникаций. Разработанный формат позволяет обеспечить большой объем встраиваемой информации при сохранении “визуальной прозрачности” и устойчивости встроенной информации по отношению к JPEG-компрессии. (СПИИ РАН) Для сжатия изображений в интересах быстрой передачи и экономичной архивации создан алгоритм классификации элементов изображения, приводящий к сверхскоростным алгоритмам сжатия полутоновых и цветных изображений. Алгоритм основан на сферической выпуклости возникающих множеств и имеет вычислительную сложность, линейно растущую по площади изображения. (ИВМиМГ СО РАН) Предложен новый метод выделения информационно значимых слов, основанный на сравнении реальной частоты (встречаемости) слова и предсказанной по частотам слов меньшей длины. Для предсказания частоты слов используется метод максимума энтропии для восстановления словарей большей длины по словарям меньшей длины. Метод применен к биологическим символьным последовательностям - нуклеотидным и белковым. (ИВМ СО РАН) Автоматизация управления, проектирования и научных исследований Разработаны модель, алгоритмические и программные средства для создания корпоративных систем управления на основе прототипов. Модель базируется на реляционном представлении данных, но является платформо-независимой, способной работать с различными промышленными системами управления данными. Модель представляет собой совокупность программных объектов, позволяющих создавать корпоративные информационные системы преимущественно путём подготовки описаний и настройки, без написания компилируемого программного кода. (ИКТИ РАН) Разработана концепция электронного менеджмента, основанного на использовании Internet/Intranet/Extranet, и архитектура его технологической модели для управления конфигурациями производственных сетей (виртуальные предприятия, сети поставщиков и т.д.). Определены менеджмент процессы относительно жизненного цикла изделия, включающие заказ комплектующих и материалов, производство, управление запасами и т.п. (СПИИ РАН) Предложен новый метод нестационарного шумового анализа, обеспечивающий моделирование шумовых характеристик нелинейных схем на большом сигнале, разработаны вычислительные процедуры для систем автоматизации схемотехнического проектирования.

Метод обеспечивает многократное ускорение в сравнении с применяемым методом Монте-Карло. (ИППМ РАН) В результате экспериментов по определению предельной разрешающей способности лазерной стереолитографии как способа формирования трехмерных объектов со сложной топологией показано, что стереолитография может использоваться для формирования трехмерных объектов с пространственным разрешением не хуже 2,5 мкм. Cоздана установка для изготовления миллиобъектов с разрешением не хуже 0,1 мм. (ИПЛИТ РАН) Создана методика спектрального и информационного анализа и синтеза радиосигналов, снимаемых (воздействующих) с акупунктурных точек. Основу процесса съема (воздействия) составляет антенная головка с явно выделенной продольной компонентой электрического поля, что позволило на три порядка уменьшить необходимую мощность облучения или на столько же уменьшить необходимую чувствительность приемной аппаратуры. (ЦПАП РЭА ИАП РАН) Разработан метод определения концентрации водорода, основанный на измерении электрической емкости структуры металл-диэлектрик-полупроводник, зависящей от содержания водорода в газовом потоке. Показано, что такой подход позволяет осуществлять не только оперативную беспробоотборную дистанционную диагностику, но и наиболее эффективен для оптимального управления процессами горения газообразных углеводородов. (ОИАиЭ СО РАН, ИТ СО РАН) Созданы теория, технология изготовления уникальных силовых гироскопических машин. Оснащение космической станции “Мир” двенадцатью силовыми гироскопами-гиродинами позволило осуществлять высококачественную 15-летнюю эксплуатацию станции, сэкономив ежегодно до 4-х запусков грузовых кораблей с топливом и обеспечив решение некоторых фундаментальных проблем (например, открытие сверхновой в Магеллановом облаке). (ВНИИЭМ РКА) Высокопроизводительные вычислительные системы, программирование Создана и введена в эксплуатацию многопроцессорная вычислительная система МВС-1000/200 с вычислительным полем, включающим 128 процессоров. Она представляет собой наиболее мощный суперкомпьютер в стране и является головным образцом нового поколения отечественной линии развития систем массового параллелизма. Задействованное на системе программное обеспечение соответствует международным стандартам. (ИПМ РАН, ФГУП НИИ “Квант”, МСЦ) Разработана архитектура основных элементов высокопроизводительной ЭВМ производительностью 1, Тфлопс на отечественной элементной базе: четырёхпроцессорный вычислительный узел с архитектурой PVP и 16-канальный коммутатор со скоростью обмена до 640 Мбайт/сек на канал. Для указанной ЭВМ проведены теоретические оценки эффективности пакета LINPACK и ряда задач трёхмерного моделирования с целью оптимизации параметров вычислительного узла. (НИИСИ РАН) На основе макропроцессорного комплекта СБИС, реализованного по технологии ПЛИС, разработан и создан одноплатный базовый модуль многопроцессорной системы с массовым параллелизмом и программируемой архитектурой. В состав базового модуля входит макропроцессор, распределенная память, программируемые пространственные коммутаторы, коннекторы и контроллер обмена. В базовом модуле аппаратно поддержана структурно-процедурная организация вычислений на всех уровнях. (НИИ МВС ТРТУ) Разработаны и экспериментально проверены принципы обработки информации применительно к перспективным микропроцессорным архитектурам, ориентированным на статическое распараллеливание вычислений. Предложены принципы распараллеливания на уровне отдельных элементарных операций в пределах вычислительных ресурсов одного процессора. (ИМВС РАН) В процессе разработки пакета адаптивных программ для решения задач линейной алгебры на неоднородных сетях компьютеров исследованы две различные стратегии неоднородного распределения вычислений: неоднородное распределение процессов по процессорам при однородном распределении данных между ними и однородное распределение процессов по процессорам при неоднородном распределении данных. Показана эффективность предложенных стратегий по отношению к традиционному однородному распределению вычислений на примере разложения Холесского. (ИСПр РАН) Собраны два головных суперкомпьютера (по 32 процессора) первого семейства, создаваемого в рамках выполнения Программы Беларуссии и России по разработке и серийному производству суперкомпьютеров и прикладных систем на их основе. Программное обеспечение поддерживает не только стандартные средства организации параллельного счёта, но и высокоэффективные отечественные подходы к автоматическому динамическому распараллеливанию программ. (ИПС РАН, НИЦЭВТ) На основе модели клиент/сервер реализован распределённый программный комплекс стереоскопической визуализации трехмерных скалярных данных большого объема, позволяющий проводить основную обработку файлов данных непосредственно на серверной многопроцессорной вычислительной системе. (ИММ РАН) Теоретико-графовые методы и модели являются необходимым инструментом программиста при решении широкого круга задач. Выполнен цикл работ по анализу и систематизации теоретико-графовых алгоритмов и методов в информатике и программировании. Впервые подготовлена для программистов серия из 4 книг по алгоритмам на графах, охватывающая базовые алгоритмы теории графов и основные их приложения. (ИСИ СО РАН) Создан центр высокопроизводительных вычислений в составе многопроцессорного вычислительного комплекса МВС-100 и 10-процессорного кластера АЛЕФ с производительностью свыше 10 млрд. оп/сек.

Кластер интегрирован в корпоративную сеть ДВО РАН и доступен в режиме прямого доступа с любого рабочего места сети, которая объединяет свыше 10 академических институтов и организаций. (ИАПУ ДВО РАН) Элементная база Предсказан новый физический эффект – релаксационно-стимулированные параметрические резонансы в мессбауэровских спектрах поглощения наноструктурированных магнитных материалов под воздействием внешнего РЧ-поля. Получены общие формулы для мессбауэровских спектров поглощения для магнитных сплавов при произвольных амплитудах, частотах РЧ-поля, а также произвольного типа траекторий магнитных моментов отдельных частиц под влиянием РЧ-поля. (ФТехнолИ РАН) Разработан макет широкопучкового плазмо-иммерсионного ионного имплантера для применения в кластерных технологических установках в производстве глубоко субмикронных КМОП-интегральных схем.

Имплантер предназначен для имплантации суб-50 нанометровых р-п переходов на пластинах диаметром до 200 мм. В качестве источника плазмы использован оригинальный широкопучковый микроволновый источник плотной плазмы. Имплантацией из плазмы BF3 получены р-п переходы с глубиной залегания нм. (ФТехнолИ РАН) Проведено изучение влияния электрического поля, создаваемого потенциалом на затворе, в модели кремниевого квантового компьютера на постоянную сверхтонкого взаимодействия (ПСВ) донорного атома для затворов в виде круглого диска и в виде полоски. Получена оценка погрешности значений ПСВ, обусловленная технологической неточностью размещения донорных атомов под затвором. Произведен расчет энергетического спектра электронно-ядерной спиновой системы двух взаимодействующих донорных атомов с различными значениями ПСВ. (ФТехнолИ РАН) Созданы основные элементы “впечатывания” (imprinting) – новой технологии микро(нано)электроники.

“Впечатывание” рассматривается как перспективная технология при массовом производстве изделий с минимальными размерами меньше 100нм при площади не менее 10х102см, где традиционная фотолитография, как ожидается, будет испытывать трудности из-за отсутствия достаточно мощных источников излучения. Создана установка (пресс с усилием до нескольких тонн) для впечатывания в тонкие слои полимерного резиста жесткого штампа с микро(нано) - рельефом. Установлено, что впечатывание обеспечивает передачу деталей с разрешением не хуже 50нм. (ИПТМ РАН) Выяснены механизмы окислительных процессов в плазме магнетронного разряда, на основе которых стало возможным управление характеристиками слоев гетероструктур ZrO2/SiO2/Si непосредственно в процессе роста;

впервые создана лабораторная технология магнетронного напыления гетероструктур, выгодно отличающаяся от известных одноэтапностью процесса изготовления, высокими электрофизическими характеристиками слоев, удовлетворяющими требованиям микро- и наноэлектроники.

(ИПТМ РАН) Исследован процесс электроформовки, заключающийся в самоорганизации проводящих наноструктур в углеродистой среде при наличии сильных электрических полей, в открытых "сэндвич"-структурах Si-SiO2 W. Показано, что в таких структурах электроформовка может развиваться принципиально иначе, чем в структурах металл-изолятор-металл, что связано с относительно высоким удельным сопротивлением кремния. (ИМИ РАН) Проведены исследования по синтезу дифракционных элементов для ближней зоны дифракции в видимом и ИК-диапазоне с использованием приближения Френеля, а также по технологии их изготовления методами прямой электроннолучевой записи. Впервые созданы экспериментальные образцы многофокусных дифракционных элементов, которые могут создавать заданные световые распределения в ближней зоне дифракции. (ИОНТ РАН) Разработаны градиентные алгоритмы расчета пропускающих и отражающих дифракционных решеток в рамках строгой электромагнитной теории. Алгоритмы позволяют эффективно рассчитывать бинарные и многоступенчатые одномерные дифракционные решетки, период которых может быть сравним с длиной волны лазерного излучения, и которые формируют заданное число дифракционных порядков с требуемой интенсивностью в каждом порядке. (ИСОИ РАН) ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ И НАУКИ О МАТЕРИАЛАХ [Председатель экспертного совета по химическим наукам, вице-президент РАН академик О.М.Нефедов] ОБЩАЯ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ [Академик-секретарь Отделения академик В.А.Кабанов] Химическое строение. Кинетика и механизм химических реакций Сформировано новое научное направление - реакционная масс-спектрометрия фуллеренов, в рамках которого изучены процессы, протекающие в ионизационной камере масс-спектрометра при совместном испарении фуллеренов С60 и С70 с различными органическими, элементоорганическими и металлоорганическими соединениями. Полученные результаты послужили основой для реализации подобных процессов в «колбе» в условиях термического или фотовозбуждения с образованием продуктов полиприсоединения радикалов. (ИНЭОС РАН) Впервые проведены измерения термодинамических свойств и электропроводности водорода и гелия при давлениях многократного ударного сжатия от 100 до 230 ГПа. Обнаружен переход гелия в высокопроводящее состояние. Показано, что измеренная проводимость водорода имеет максимум при давлении 150 ГПа. Эти данные позволят обоснованно определить размер электропроводящей области планет-гигантов Юпитера и Урана, оболочка которых состоит из смеси изученных газов. (ИПХФ РАН) Методами квантовой механики изучена динамика туннельного распада метастабильных прототропных состояний в периодически зависящем от времени потенциале. Обнаружена резонансная зависимость времени туннельного распада метастабильных состояний от частоты осцилляций барьера, при которой для определенных частот наблюдается аномальное уменьшение времени жизни этих состояний. Развитый подход позволяет прогнозировать и управлять процессами таутомерных прототропных превращений в фотохромных системах, перспективных для записи и хранения информации. (ИПХФ РАН) На основе уникальных экспериментальных исследований электронного строения металлокомплексов путем анализа ридберговской структуры спектров получена принципиально новая информация об электронно-возбужденных уровнях сэндвичевых производных переходных металлов. Это позволяет, используя стандартные лабораторные спектрометры, определять с высокой точностью потенциалы ионизации соединений и предсказывать спектральные и ионизационные свойства еще не исследованных комплексов. (ИМХ РАН) Показано, что метод аннигиляции позитронов может эффективно использоваться для измерения количества и размера элементарных свободных объемов, т.е. характеристик, определяющих важные свойства полимеров - их модуль упругости, предел текучести, а также проницаемость и селективность полимерных мембран. Обнаружено специфическое поведение аннигиляционных кривых для облученных полимеров при низких температурах, что позволило проверить справедливость аналитических соотношений, предложенных для получения количественной информации. (ИХФ РАН) Впервые теоретически в рамках модели «медленной реакции» показано влияние центробежных полей на эффективную константу скорости реакций второго и более высоких порядков. Предсказана зависимость величины константы скорости от формы ротора. Результаты кинетических эффектов поля для обратимых реакций полностью согласуются с полученными ранее термодинамическими данными. (ИМХ РАН) На основе комплексов гексафторацетилацетоната меди (II) с пиразол-замещенными нитронилнитроксильными радикалами создано семейство гетероспиновых цепочечных полимеров, которые обратимо изменяют структуру и магнитные свойства в зависимости от температуры, и названных «дышащими гетероспиновыми кристаллами». Полученные результаты открывают перспективу получения новой группы магнитноактивных материалов. (МТЦ СО РАН, ИХКиГ СО РАН) Обнаружена новая каталитическая реакция: окислительное расщепление одинарных связей углерод – углерод под действием пероксида водорода в среде уксусной кислоты, содержащей соединения ванадия (V).

В это превращение вступают разветвленные алканы (изооктан) и высшие жирные кислоты. Новая реакция позволяет с высокими выходами получать оксиуксусную кислоту окислением эфиров высших алкановых кислот. (ИОНХ РАН) Горение и взрыв Разработаны основы теории самовоспламенения и зажигания пористых систем в режиме естественной и вынужденной фильтрации, учитывающей наряду с обычными реакциями пиролиза и окисления, микробиологические процессы, а также различные механизмы тепло- и массообмена в открытых системах.

Разработанная теория позволила объяснить природные явления самовозгорания в биологических системах при хранении (зерно, хлопок и т.д.) и описать ряд технологических процессов. (ИПХФ РАН) Создана теория горения капель многокомпонентных растворов и эмульсий топлив в транспортных двигателях и стационарных энергетических установках. Показано, что распределение температуры в капле такого топлива оказывается несимметричным с максимумом в центральных областях, где возникают условия для преимущественной газификации летучего компонента. При существенном превышении парциального давления одного из компонентов горение капли сопровождается микровзрывом, что приводит к значительному сокращению времени горения, повышению теплонапряженности внутри камеры сгорания и снижению вредных выбросов. До настоящего времени теория таких микровзрывов отсутствовала. (ИХФ РАН) Предложена новая концепция сверхадиабатического сжатия топливо-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания (ДВС), позволяющая существенно улучшить его удельные и экологические характеристики. Разработка дает возможность утилизировать в ДВС альтернативные топлива, осуществлять конверсию углеводородного топлива непосредственно в цилиндре ДВС, производить очистку больших объемов воздуха от малых примесей органических соединений. Концепция сверхадиабатического сжатия является новой технологией, не используемой в зарубежном двигателестроении. (ИХФ РАН) Впервые предсказано и осуществлено химическое регулирование возникновения и распространения детонации в газах. Показано, что разработанные ингибиторы предотвращают возникновение детонации, а также эффективно разрушают уже установившуюся детонационную волну. Это открывает новые возможности для управления горением, взрывом и детонацией горючих газов. (ИСМАН) Выполнены комплексные исследования по повышению эффективности превращения энергии, выделяемой при горении энергетических конденсированных систем в ствольном оружии, в энергию метаемого тела. Исследованы эксплуатационные свойства новых составов порохов. Показано, что разработанные пороха обеспечивают прирост скорости на 10–12% при сохранении давления в стволе, что удовлетворяет эксплуатационным требованиям. (ИПХФ РАН, ЦМНТЛ ЭКС) Катализ Методом кинетического анализа показано, что в гомогенной системе, содержащей одновременно несколько типов невзаимодействующих между собой молекул-автокатализаторов, образующихся в ходе химических превращений одного и того же субстрата («пищи») и способных в свою очередь претерпевать химические превращения («мутации»), возможен однонаправленный естественный отбор автокаталитических структур с закреплением благоприобретенных свойств. Этот результат имеет принципиальное значение, в том числе для создания реальных сценариев зарождения жизни. (ОИК СО РАН, НГУ) Разработан новый класс каталитических систем для одностадийного неокислительного дегидрирования метанола в безводный формальдегид, используемый в производстве пластмасс, красителей, взрывчатых, лекарственных и других ценных веществ. Новые катализаторы существенно превосходят по активности, селективности, стабильности и производительности известные системы получения безводного формальдегида и перспективны для промышленного использования. (ИОХ РАН) Обнаружено явление железо-родиевого и железо-иридиевого синергизма в синтезе аммиака из азота и водорода, на основе которого созданы высокоактивные железо-родиевые и железо-иридиевые катализаторы данного процесса. Замечательной особенностью катализаторов является их повышенная эффективность в синтезе аммиака в низкотемпературной области. По своей активности при 150 – 200° С и атмосферном давлении найденные системы намного превосходят все известные в настоящее время аммиачные катализаторы, подавляющее большинство которых вообще не работает в этом температурном интервале.

Полученные результаты открывают новые пути для решения проблемы низкотемпературного синтеза аммиака из азота и водорода. (ИНЭОС РАН) Установлено, что золотосодержащий белок («Au-белок»), выделенный из золотофильных бактерий Micrococcus luteus, катализирует окисление метана, превращая его в метанол. При этом выход продуктов окисления метана достигает около 2000 на одну молекулу белка. Таким образом, впервые показано, что золото входит в состав фермента, причем его роль заключается в активации такого «трудного» субстрата как метан. Полученный результат открывает новые пути поиска каталитических систем активации метана.

(ИПХФ РАН) Найден новый гетерогенный катализатор синтеза циклических карбонатов из углекислого газа и окисей олефинов на основе фторированной окиси алюминия, который работает без обычно применяемых дорогих растворителей. (ИФАВ РАН) Впервые синтезированы важные для катализа микропористые материалы - термически стабильные столбчатые монтмориллонитовые глины, алюмосиликатные слои которых раздвинуты (пилларированы) наночастицами (наностолбиками) частично стабилизированного диоксида циркония с удельной поверхностью до 300-400 м2/г. На основе этих материалов созданы эффективные катализаторы селективного восстановления оксидов азота тяжелыми углеводородами (деканом) в избытке кислорода. (ОИК СО РАН) Синтезирован сложный медьсодержащий ортофосфат циркония - CunZr2(PO4)3 и изучена его каталитическая активность в модельной реакции превращения изопропанола. Показано, что такие системы имеют катионную проводимость, перспективны как мезопористые мембранные материалы и обладают каталитической активностью. Установлена зависимость каталитической активности полифосфата от электронной структуры ионов меди, расположенных в полостях его решетки, и их координационного окружения, а не от изменения катионной проводимости, как известно из литературы. (РУДН, ИНХС РАН, ННГУ) Исследована возможность приготовления простых и сложных оксидных каталитических систем в суб- и надкритической воде. Разработан новый простой метод приготовления нанокристаллических оксидных катализаторов, характеризующийся высокой производительностью, экспрессностью и экологической чистотой. Метод позволяет контролируемо изменять в широких пределах фазовый и химический состав и свойства многокомпонентных оксидных систем. (МГУ совместно с Ноттингемским университетом) Фото - и электрохимия Разработан синтез фотоактивных краунсодержащих красителей, содержащих двойную связь С=С и способных к самосборке с участием катионов металлов в димерные комплексы (супрамолекулы) состава 2 :

2 или в сэндвичевые комплексы состава 2 : 1. Благоприятная взаимная ориентация двойных связей С=С молекул красителей в супрамолекуле позволяет целенаправленно осуществлять при облучении светом стереоспецифические обратимые реакции [2+2]-циклоприсоединения. Образующиеся циклобутаны представляют собой новый тип дитопных рецепторов, способных к селективному связыванию ионов металлов большого ионного радиуса и небольших органических катионов. Новый класс ионофоров может быть использован в сенсорных устройствах для экологического мониторинга окружающей среды и в медицине для определения токсичных ионов и соединений. (ЦФ РАН) Разработан новый метод контактного электросопротивления для исследования in situ поверхности металлов и сплавов в электролитах в зависимости от потенциала и состава раствора. Метод не имеет ограничений, связанных с природой металла или электролита, и может быть использован при высоких температурах и давлениях. (ИФХ РАН) С целью создания низкотемпературных, не травмирующих окружающую среду водородно кислородных топливных элементов с твердым полимерным электролитом для транспортных средств выполнены комплексные исследования электрокаталитической активности ряда катализаторов в реакции восстановления кислорода. Разработаны композиционные катализаторы для кислородных электродов низкотемпературных водородо-кислородных и метанольно-воздушных топливных элементов с твердым полимерным электролитом, а также для биотопливных элементов, не содержащие драгоценных или дефицитных материалов. (ИЭЛ РАН) При изучении кинетики осаждения и морфологии Cu-осадков, полученных в электролитах на основе неводных растворителей, выявлена возможность формирования блестящих покрытий на подложках из платины при использовании ацетонитрильных растворов. (ИФХ РАН) Высокомолекулярные соединения Разработаны основы теории несимметричной вязкоупругости полимерных жидких кристаллов, обусловленной асимметрией продольных и поперечных касательных напряжений. Впервые выведены уравнения реологического состояния таких систем, из которых следует, что при экспериментальном изучении анизотропии вязкости нематиков в магнитном поле необходимо измерять не три, как считалось ранее, а шесть коэффициентов вязкости. Каждый из них имеет специфическую форму зависимости от скорости сдвига или частоты внешнего воздействия. Установление этих зависимостей позволяет существенно расширить наши представления о природе мезофазных, в том числе жидкокристаллических полимеров. (ИНХС РАН) Продолжен поиск новых эффективных методов исследования межфазных слоев в наполненных полимерах с использованием в качестве датчиков информации спиновых зондов - стабильных нитроксильных радикалов. Осуществлен синтез спиновых зондов, содержащих заряженные группы и способных адсорбироваться на поверхности дисперсного наполнителя (диоксид кремния). Разработаны два направления применения новой методики - анализ избирательной адсорбции различающихся структурой макромолекул из раствора на твердой поверхности и контроль за качеством адсорбционного макромолекулярного слоя в наполненных дисперсным наполнителем материалах. (ИБХФ РАН) Предложен новый механизм анионной полимеризации бутадиена, объясняющий и предсказывающий микроструктуру полибутадиена, а также структуру и свойства реакционного комплекса. Этот механизм находится в согласии с экспериментальными данными о микроструктуре полибутадиена и подтверждается ab initio 6-31G** квантово-химическими расчетами. (ИВС РАН) Исследована роль фталидсодержащих соединений в процессе радикальной полимеризации виниловых мономеров и показано, что инициирующая система пероксид бензоила – фталидсодержащий карбазол характеризуется весьма необычной кинетикой термического распада. Полученные полимеры обладают интересными электрофизическими свойствами. (ИОХ УНЦ РАН) Исследование радиолиза модельных систем, а также полистирола и его микрогетерогенных сополимеров с ионогенными мономерами показало, что димерные ассоциаты фенильных колец являются эффективными ловушками «дырок» при облучении твердых ароматических систем с различной молекулярной организацией. Результат имеет существенное значение для разработки новых подходов к регулированию радиационной чувствительности полистирола и сополимеров на его основе. (ИСПМ РАН) Разработаны двух- и трехмерные модели больших деформаций полимеров, учитывающие влияние морфологии полимера на его деформационные свойства. На их основе построена модель деформирования, течения и разрушения полимерных смесей и композитов. Модель использует допущение о периодичности структуры гетерогенных систем. Проведенная серия расчетов деформационно- прочностных свойств полимер - эластомерных смесей демонстрирует адекватность модели эксперименту. (ИХФ РАН) Впервые разработаны и исследованы полимерные нанокомпозиты на основе J-агрегатов с высокоэффективной электролюминесценцией в видимом диапазоне. Обнаружена возможность структурно химического регулирования спектрального состава излучения электролюминесценции в этих системах.

Установлено, что электропроводящие свойства исследованных нанокомпозитов определяются в основном нанокристаллической фазой J-агрегатов. В присутствии последних эффективность электронно-дырочного транспорта возрастает более чем на порядок по сравнению с проводимостью полимерного связующего.

(ИЭЛ РАН) Путем гидролиза полиакрилонитрила и каталитического гидрирования образующихся in situ амидных групп получен высокомолекулярный полиаллиламин (м.м. 200000 - 300000), который не может быть синтезирован обычной полимеризацией аллиламина из-за доминирования реакции ограничения цепи. Этот полимер представляет собой новый перспективный полиэлектролит. (ИНХС РАН) Разработан высокочувствительный безреагентный биосенсор для анализа глюкозы и мочевины в биологических жидкостях, в котором в качестве трансдьюсера впервые использован синтетический полимер с сопряженными кратными связями – полианилин, допированный камфорсульфоновой кислотой. В физиологической области 3<рН<9 отклик сенсора полностью воспроизводим, а чувствительность имеет лучшее в мире значение 90mV/pH. Рекордная чувствительность обусловлена эффективным сопряжением электрохимической и ферментативной реакций, при котором электрохимическая реакция протекает в ответ на акт биологического узнавания, в основе которого лежит ферментативная реакция. (ИНХС РАН, МГУ) С использованием методов радикальной полимеризации осуществлен синтез новых дифильных водорастворимых полимеров на основе N-винил-N-алкилацетамидов, N-винилпирролидона и аминопрепаратов, несущих ионогенные, неионогенные группы, а также алкильные радикалы от С4Н9 до С12Н25. Проведена модификация низкомолекулярных противовирусных агентов синтезированными полимерами и исследована их противовирусная активность в отношении вирусов А, Б и герпеса. Выявлены полимеры с высокой вирулицидной активностью. (ИВС РАН) Разработан метод получения статистических сополиимидов (СПИ) на основе диангидрида тетракарбоновой кислоты и смеси двух диаминов, сильно различающихся по реакционной способности.

Синтезировано около 20 новых СПИ мультиблочной и чередующейся структуры. Одна из серий СПИ опробована в качестве материалов для газоразделительных мембран. При этом обнаружено улучшенное соотношение селективность/проницаемость по сравнению с мембранами из традиционно применяемых полиимидов. (ИСПМ РАН) Разработаны основы технологии получения нового типа армирующих высокопрочных высокомодульных волокон из сверхвысокомолекулярного поливинилового спирта, обладающих высокой адгезионной прочностью, малой ползучестью, повышенной теплостойкостью и являющихся перспективными для использования в композиционных материалах конструкционного назначения. (ИСПМ РАН, ФГУП «Филиал НИФХИ» и ФГУП «ВНИИСВ») Получены новые металлосодержащие полимерные катализаторы на основе гибридных композиционных систем полимер - поверхностно-активное вещество. Установлено, что такие металлополимерные системы являются активными и высокоселективными катализаторами прямого окисления кислородом L-сорбозы в 2 кето-L-гулоновую кислоту (основного полупродукта в синтезе аскорбиновой кислоты). (ИНЭОС РАН) Разработаны новые методы синтеза жидкокристаллических хирально-фотохромных акриловых сополимеров, на примере которых показана возможность создания светоуправляемых полимерных материалов. Новые сополимеры содержат два типа фотохромных звеньев в составе макромолекул, что позволяет использовать двойной фотохромизм таких соединений для раздельной (или одновременной) записи информации с последующим локальным стиранием записанного изображения. Полученные материалы могут найти применение в системах телекоммуникаций и в дисплейной технике. (МГУ) Получены нанокомпозиты с регулируемой высокой концентрацией наночастиц металлов (полупроводников), организованных в полимерной матрице. Структурные исследования полученных нанокомпозитов показали наличие металлических кластеров размером 40-120, локализованных в аморфных областях материала. Тем самым показана возможность создания чрезвычайно перспективного класса оптических светодиодов с регулируемой длиной волны излучения и предложен метод получения нового класса нанокомпозиционных материалов на основе различных металлов и поли-п-ксилилена и его производных. (ФГУП «НИФХИ») Для разработки научных основ технологии низкотемпературной утилизации отходов производства политетрафторэтилена и других фторсодержащих полимерных материалов изучены процессы окислительной деструкции политетрафторэтилена и установлено влияние различных факторов на полноту связывания выделяющегося из полимера фтора в экологически безопасные продукты. (ИТХ УрО РАН) Синтетическая органическая и элементоорганическая химия Впервые осуществлен синтез стабильных моноаддуктов органических азидов с [60]фуллереном по закрытой 5,6-связи – азиридино[1,6][60]фуллеренов, возможность образования которых ранее была предсказана теоретически. В ряду азагомофуллеренов найден первый представитель этого класса соединений, имеющий большее сродство к электрону фуллеренового фрагмента, чем исходный [60]фуллерен, что открывает новые возможности создания на его основе органических ферромагнетиков, полу- и сверхпроводников, материалов с нелинейными оптическими свойствами. (ИОФХ КазНЦ РАН) Предложен новый метод синтеза -гетерозамещенных нитронов, позволяющий получить широкий спектр производных. Особенность синтеза заключается в получении металлированнного производного альдонитрона и его последующей реакции с электрофильными реагентами. Предложенный подход позволяет вводить к -атому углерода нитронной группы Si, Ge, P, Hg, которые не вводились ранее. (НИОХ СО РАН) Разработана новая методология определения углеводного состава морских водорослей, основанная на комплексном использовании хроматографии, спектрофотометрии и спектроскопии ядерного магнитного резонанса. С ее помощью охарактеризован полисахаридный состав 17 видов неизученных ранее бурых водорослей Камчатки. Полученные данные важны для разработки путей рациональной утилизации практически неисчерпаемых запасов водорослей камчатского шельфа, не используемых в настоящее время.

(ИОХ РАН) Созданы новые методы синтеза фторированных циклоалкенов, циклодиенов и функциональных фторароматических соединений с использованием промышленных полифторолефинов и диенов в качестве исходных структурных блоков. На основе этих методов разработаны оригинальные технологичные процессы получения дифтортолуолов и дифторгалогенбензойных кислот - ключевых полупродуктов в производстве высокоэффективных антибактериальных препаратов группы фторированных хинолонов.

Завершен лабораторный этап исследований по технологической отработке и опытному освоению разработанных процессов. (ИОХ РАН) Открыта беспрецедентно мягкая, протекающая при комнатной температуре, регио- и стереоспецифическая реакция твердофазного C-винилирования 1-винилпирролов электронодефицитными ацетиленами на диоксиде кремния в условиях механохимической активации, приводящая к 1,2 дивинилпирролам с функционализированной винильной группой E-конфигурации в положении пиррольного кольца. Синтезированные соединения являются высокореакционноспособными строительными заготовками для новых лекарственных препаратов, биологически активных веществ и материалов для молекулярной электроники. (ИрИХ СО РАН) Разработан новый метод превращения доступного стероидного сырья - андроста-1,4-диен-3,17-диона (АДД) - в эстрадиол - главное промежуточное соединение для получения стероидных эстрогенных и контрацептивных препаратов. В этом методе все химические стадии проводятся в одну технологическую операцию без выделения промежуточных продуктов с использованием только дешевых реактивов. Метод может быть легко масштабирован и отработан до уровня регламента производства. В настоящее время эстрадиол получают в промышленности в четыре технологические стадии. (ИОХ РАН) При ацилировании -дикарбонильных соединений галогенангидридами пентафторбензойной кислоты с использованием принципа внутрихелатной стабилизации в условиях темплатного синтеза, позволяющего блокировать обычно наблюдаемое в таких процессах образование циклических хромоновых структур, впервые выделены -пентафторбензоилпроизводные -дикетонов и -оксоэфиров. Полученные пентофторбензоилпроизводные -дикарбонильных соединений являются основой для создания широкого круга потенциально биологически активных веществ. (ИОС УрО РАН) На основе метода фосфорилирования флавоноидов реагентами трехвалентного фосфора разработано региоизбирательное фосфорилирование по гидроксилу в положение 7 наиболее важного представителя этого класса - дигидрокверцитина. Биологические испытания синтезированных соединений в качестве антираковых препаратов показали перспективность их использования в этом направлении. (МПГУ) Синтезированы новые биосовместимые германийорганические соединения при взаимодействии диоксанового комплекса дихлоргермилена с силоксановыми жидкостями и хлорциклопропанами и найдено, что ряд соединений обладают высокими антибактериальными свойствами. (ФГУП “ГНИИХТЭОС”) Радиохимия В связи с проблемой переработки высокоактивных отходов исследована экстракция америция (III), плутония (IV) и урана (VI) растворами оксида дифенил(дибутилкарбамоилметил)фосфина в метанитробензотрифториде из солянокислых сред. Разработан метод, перспективный для выделения америция из растворов с высокой концентрацией соляной кислоты.

Показана возможность использования сорбентов ПОЛИОРГС, насыщенных металлом, для разделения америция (III) и европия (III) в азотнокислых растворах, содержащих феррицианид калия. Работа вносит существенный вклад в проблему разделения близких по химическим свойствам актинидов и лантанидов и может найти применение в решении проблемы радиоактивных отходов.

Разработан способ приготовления матричных блоков с инкорпорированными радионуклидами плавлением гетерогенных смесей с добавками минералов, что весьма перспективно в качестве метода отверждения высокоактивных отходов. (ГЕОХИ РАН) Выполнено комплексное радиоэкологическое исследование поведения плутония и америция в экосистеме р. Енисей. Получены данные по содержанию, формам нахождения и распределению этих элементов в почвах вокруг хранилищ разного типа отходов, пойменных почвах и донных отложениях на расстоянии до 250 км от места сброса радиоактивных вод. Впервые исследовано распределение плутония и америция по группам и фракциям органического вещества донных отложений и пойменных почв.

Подтверждено влияние Красноярского горно-химического комбината (КГХК) на радиационную обстановку экосистемы р. Енисей. (ГЕОХИ РАН, НПО «Радиевый институт», Красноярский ГХК) В девятнадцати административных районах Республики Коми определены удельные активности тяжелых естественных радионуклидов радия-226, радия-228, полония-210 и свинца-210 в питьевых водоисточниках. Показано, что удельные активности исследуемых радионуклидов в питьевых водах зависят от геологических особенностей исследуемого региона. Для радиационного мониторинга разработан метод концентрирования радия-226 и радия-228 из больших объемов воды непосредственно в полевых условиях путем осаждения радионуклидов в виде хроматов. (ИБ КомиНЦ РАН) Методом геохронологических исследований определена динамика изменения содержания 137Cs и 60Со в донном осадке Кольского залива. Установлено, что за последние 40 лет максимальное содержание цезия приходится на середину 60-х годов, что соответствует пику атмосферных выпадений искусственных радионуклидов. В случае кобальта максимум соответствует середине 70-х годов и связаны с действием локальных источников в местах базирования судов с ядерными энергетическими установками. (ММБИ КНЦ РАН) Биохимическая физика. Медицинская химия Открыт новый класс антагонистов кальциевых каналов в ряду функционально замещенных бис(урацил)алканов. Вещества являются избирательными блокаторами кальциевых каналов, управляемых изменением мембранного потенциала, и не влияют на активность других подтипов кальциевых каналов.

Соединения могут найти применение в качестве веществ-анализаторов и при создании новых высокоэффективных лекарственных средств. (ИОФХ КазНЦ РАН, ГНЦ ГосНИИОХТ) Предложена оригинальная методология создания устойчивых предсказательных моделей структура свойства на основе отбора родственных структур и расчета приращений свойств на базе физико-химических дескрипторов. Проведена работа по установлению количественных взаимосвязей между структурными, физико-химическими дескрипторами и липофильностью, растворимостью в воде, проницаемостью, абсорбцией химических веществ и лекарств в организме. (ИФАВ РАН) Синтезирована и исследована группа новых физиологически активных соединений в ряду «разомкнутых» и гетарильных аналогов нейропротектора МК801. Установлено, что вновь синтезированные вещества обладают комплексом нейропротекторных и когнитивно-стимулирующих свойств и в то же время лишены негативных побочных эффектов, свойственных модельному препарату МК801. Полученные результаты могут быть использованы для создания новых лекарственных средств для лечения и предупреждения широкого спектра нейродегенеративных расстройств, в т.ч. болезни Альцгеймера и родственных заболеваний. (ИФАВ РАН) С целью создания систем-носителей на основе биодеградируемых полимеров, предохраняющих пептидные и белковые лекарства от быстрой деградации в организме и позволяющих контролировать их выделение в течение определенного времени, получено несколько образцов препаратов ноотропного пептида на основе высокоэтерифицированных пектинов в качестве биодеградируемого полимера (без добавок каких-либо ингибиторов протеаз) с различным соотношением действующая субстанция полимер. Проведены фармакологические испытания. Показано, что включение ноотропного пептида в высоко этерифицированный пептид увеличивает время действия в 3 раза и эффективность лекарства - в раза при оральном применении. Проведенные эксперименты продемонстрировали продуктивность разрабатываемого подхода к созданию оральных форм пептидных и белковых лекарственных препаратов.

(ИБХФ РАН, ИНЭОС РАН и НИИ фармакологии) Впервые экспериментально показано, что тяжелые заряженные частицы с высокой плотностью ионизации (ТЗЧ ВПИ) подобно квантам света способны вызвать как обесцвечивание зрительного пигмента, так и электрическую активность изолированной сетчатки. Фоторецепторный процесс в зрительной клетке, инициированный ТЗЧ ВПИ, может оказаться одной из причин возникновения феномена ощущения световых вспышек в глазах при космическом полете в условиях полной темноты. Показано, что облучение ТЗЧ ВПИ способно также привести к необратимым функциональным повреждениям зрительного пигмента, фоторецепторных и нервных клеток сетчатки. Результаты представляют научный интерес и практическую ценность применительно к проблеме радиационной безопасности длительных космических полетов. (ИБХФ РАН) Впервые установлено, что инкубация лейкоцитов в условиях высокого содержания в них аскорбиновой кислоты приводит к образованию лейкоцитами оксида азота (NO), который, как известно, обладает цитотоксическим действием в отношении бактериальной инфекции, опухолевых клеток и других патогенов.

Можно полагать, что именно таким путем аскорбиновая кислота, регулируя продуцирование лейкоцитами NO, участвует в иммунной защите организма. (ИБХФ РАН) В развитие ранее предложенной концепции о «метаболическом равенстве донора и реципиента» как дополнительном критерии повышения эффективности трансплантации органов и тканей проведено теоретическое и экспериментальное изучение полиморфизма ключевых ферментов метаболизма (метаболическая паспортизация) человека и животных, подобраны пары животных с разной степенью «метаболического равенства» для пересадок органов. Установлена связь полиморфизма ферментов метаболизма у человека с риском онкологических заболеваний и активным циррозом печени. (ЦТПФХФ РАН) ФИЗИКОХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ [Академик-секретарь Отделения академик Ю.А.Буслаев] Аналитическая химия Разработан метод изучения цветных аналитических реакций в растворах, основанный на использовании проточно-инжекционной спектрофотометрической системы и регистрации второй производной спектра поглощения в режиме остановленного потока. Он использован для создания селективных и групповых проточно-инжекционных методов определения лантанидов. Предложены проточно-инжекционные методы определения золота, а также (косвенно) свинца, цинка и кадмия, базирующиеся на использовании каталитического влияния золота в ряде окислительных реакций. (ИОНХ РАН) Предложен новый подход и развита теория для построения безэталонного определения сложных веществ, базирующиеся на экспериментальных зависящих от времени вибронных спектрах люминесценции (УФ и видимая области) и не требующие предварительного расчета абсолютных интенсивностей для молекулярных моделей. Показана возможность и пути реализации метода как для индивидуальных веществ, так и для многокомпонентных смесей, включая неизвестные вещества и смеси неизвестного состава.

(ГЕОХИ РАН) Разработан метод идентификации неизвестных органических, кремний-органических и металлоорганических соединений, основанный на расчете обобщенных индексов масс-спектров, которые, как показано на примере более 30 классов различных соединений, коррелируют со структурными и/или электронными характеристиками молекул. Для однозначного отнесения изучаемого вещества к данному классу соединений достаточно трех масс-спектральных индексов. (ИНЭОС РАН) Разработана иммунобиосенсорная система, основанная на использовании сменных мембран, полиэлектролитного разделения реагентов и электрохимического определения количества иммунных комплексов с помощью пероксидазного маркера и рН-чувствительного полевого транзистора. Система использована для определения пестицидов триазинового ряда (симазин, атразин и др.) и гормона тестостерона. Разработанные методики удовлетворяют международным требованиям к системам экспрессного медицинского и экологического мониторинга, как по чувствительности, так и по экспрессности. (ИНБИ РАН, ИБФМ РАН) Разработан способ хромато-масс-спектрометрического определения среднелетучих органических соединений в почве, основанный на сочетании сверхкритической флюидной экстракции без использования органического растворителя и газовой хроматографии с масс-спектрометрией. Разработан способ ввода в хромато-масс-спектрометр больших по объему проб органических растворов с удалением растворителя вне прибора. Предложен способ оценки качества фармацевтической продукции, основанный на использовании масс-спектрометрии с фотоионизацией при атмосферном давлении.

Предложены программное обеспечение и схема распределения потоков, обеспечивающие проточно сорбционное концентрирование на ДЭТАТА-сорбентах и электрохимическое детектирование ионов металлов методом инверсионной вольтамперометрии в одном цикле анализа. Правильность определения ионов кадмия, меди, свинца, цинка в пробах водопроводной воды, сточной воды гальванического производства, почвенной вытяжки, некоторых пищевых продуктов подтверждена анализом образцов независимым методом. (МГУ) Неорганическая химия Исследованы термодинамические и кинетические особенности бинарной экстракции, в том числе комплексных металлсодержащих кислот и солей металлов. Показано ускорение процессов межфазного массопереноса в системах с бинарными экстрагентами по сравнению с исходными катионообменными и анионообменными экстракционными системами. Принцип бинарной экстракции успешно использован при создании новых ионоселективных сенсоров с мембранами на основе бинарных экстрагентов различного состава, для получения пигментов, содержащих бинарные красители, и в других гетерогенных системах.

(ИОНХ РАН, ИХХТ СО РАН) Предложен гидротермальный способ формирования наноразмерных частиц диоксида циркония (в интервале от 5 до 20 нм) с узким характером распределения по размерам (около 15 % отн.) и различной модификации. Показано, что формирование частиц диоксида циркония в гидротермальных условиях в присутствии минерализаторов происходит в автокаталитическом режиме, причем введение в раствор при 2500С фторидов натрия и калия обеспечивает получение моноклинной модификации, а присутствие в гидротермальном растворе хлоридов и бромидов щелочных элементов – получение кубической формы диоксида циркония. Добавка хлорида иттрия приводит к снижению размера частиц от 20 до 6-7 нм в зависимости от его содержания (0,01 до 3%). (ИХС РАН) Выполнен комплекс исследований по фазообразованию в многокомпонентных водных системах фторсульфатометаллатных соединений элементов подгруппы титана. Впервые на основе связей SO4 - групп, F- и H2O установлены структурные фрагменты комплексных анионов, что позволило, путем их систематизации, теоретически обосновать процесс и прогнозировать возможность выделения новых соединений. Синтезировано 18 новых соединений.

Обнаружено явление механохимического взаимодействия силикатов магния и кальция с диоксидом углерода. Это явление может быть использовано в регулировании свойств некоторых минеральных вяжущих, в том числе комплексных, на основе или с использованием техногенного сырья, а также при разработке новых видов сорбентов. (ИХТРЭМС КНЦ РАН) Впервые получен и охарактеризован с помощью комплекса физических методов оксигидроксид титана с псевдокубической кристаллической решеткой состава Ti(OH)2O, иначе H2TiO3, так называемая «метатитановая кислота», которая ранее считалась гипотетическим соединением. Полученные результаты имеют ключевое значение в решении вопроса о существовании «истинных» гидроксидов переходных металлов IУ группы и открывают новые возможности в создании ионообменных, каталитических, проводящих и других материалов на основе гидроксидных фаз титана. (ИХХТ УрО РАН) Химическая термодинамика и термохимия Выполнены расчеты термодинамики высокотемпературных равновесий, возникающих при получении водорода и водородосодержащих газов при плазменной конверсии углеводородов (на примере октана).

(ИМЕТ РАН) На основе развитых новых представлений о роли растворителя в равновесиях сольватации и комплексообразования предложена схема анализа взаимосвязи термодинамических параметров этих процессов, позволяющая в сочетании с модельными методами определять вклады в сольватацию отдельных структурных фрагментов сложных соединений.

Получены новые прецизионные данные по растворимости и термодинамическим характеристикам сольватации криптона в смесях изотопомеров воды, метанола и карбамида в широком (278-318К) диапазоне температур. (ИХР РАН) Впервые оценены термодинамические свойства и приведенные энергии Гиббса оксидов Bi2O5 и BiO2.

Методом термодинамического моделирования (ТМ) изучено термическое разложение оксидов BiO, Bi2O3, BiO2 и Bi2O5 в O2 и Ar при 300-1500К. Определены составы конденсированных фаз, последовательность и характеристики фазовых превращений. Изучено фазообразование в системе «Bi – смесь (Ar+О2)» при р(О2)=09,81.10-2 Мпа, Т=300-1500К и общем давлении 9,81.10-2 Мпа. Построена фазовая диаграмма, в которой выделены области существования индивидуальных фаз Bi, его оксидов и их смесей. С применением модели идеальных растворов рассчитаны составы оксидных расплавов и твердых оксидных растворов. Для превращений Bi2О5(кр) Bi02 (кр)+0,5О2 и 2BiО2(кр) Bi2О3(кр)+0,5О2. Определены температуры и изменения энтальпии в зависимости от p(О2) в системе. (ИМЕТ УрО РАН) Выполнен цикл работ по стабилизации термодинамически нестабильных фаз сложных оксидов путем эпитаксии тонких пленок на эпитаксиальной подложке. Показано, что этот эффект имеет термодинамическую природу и связан с уменьшением поверхностного вклада в величину свободной энергии реакции образования соединений. За счет явления эпитаксии области устойчивого существования многих соединений значительно расширяются. В виде пленок получен ряд никелатов РЗЭ, устойчивых в виде поликристаллических материалов лишь при высоком (10-100 атм) давлении кислорода.

Эпитаксиальная стабилизация проводящих перовскитов – никелатов РЗЭ использована для локальной эпитаксии этих фаз как материалов тонкопленочных гетероструктур. (МГУ) Физико-химические основы металлургических процессов На основе фундаментальных и прикладных исследований по изучению комплексных руд Сибири и Дальнего Востока (месторождения Хабаровского края, Курильских островов, Камчатки и зоны БАМа) разработана научно-технологическая концепция создания экологизированного замкнутого горно технологического комплекса «Амур-металл». Его технология отдает предпочтение производству высококачественных низколегированных сталей и получению труб различного назначения, в том числе для нефте- и газопроводов и специального назначения – например, для теплофикации Камчатки. Реализация концепции способствует внедрению современных методов получения и производства металлов и материалов и открывает возможность интеграции промышленности Дальнего Востока в развитие технологий стран Азиатско-Тихоокеанского региона. (ИМЕТ РАН) Исследовано воздействие упругих низкочастотных колебаний в режиме кавитации на предкристаллизационное состояние жидких сплавов Al-Ti и Al-Mn. Определены термовременные условия обработки расплавов, приводящие к существенному (на порядок) измельчению и более равномерному распределению интерметаллидов титана и марганца в объеме получаемого слитка. Применение лигатуры Al-Ti с измельченными интерметаллидами для модифицирования литейных алюминиевых сплавов даст возможность усилить модифицирующее действие при снижении расхода титана. Использование обработанной колебаниями лигатуры Al-Mn позволит улучшить эффективность растворения интерметаллидов марганца и повысить качество слитка.

С использованием разработанных теоретических моделей, современных экспериментальных методик и передового программного обеспечения детально исследован механизм воздействия водорода на термодинамические, структурные и эксплуатационные характеристики аморфных материалов. Установлено, что концентрация водорода является количественным параметром управления соотношением фрактальных размерностей формируемых диссипативных структур для получения аморфных материалов с заданными функциональными свойствами.

Проведены комплексные исследования взаимодействия ультрадисперсных порошков сплавов на основе меди с поверхностями сопряжения пар трения. Выдвинута новая концепция образования износостойких структур на этих поверхностях, состоящая в том, что при протекании в зоне трения механохимических реакций и превращений, на дефектах поверхностей выделяется особо активная ультратонкая медь, удерживающая микрочастицы износа стальной основы и формирующая новую нанокристаллическую структуру в виде макрослоев, обладающую одновременно пластичностью и износостойкостью. Этой концепцией положено начало новому научно-техническому направлению в области трибологии и материаловедения, направленному на создание технологий, резко увеличивающих эксплуатационные ресурсы машин и механизмов. (ИМЕТ УрО РАН) Новые конструкционные материалы Определены оптимальные составы, режимы изготовления и последующей обработки композиционных материалов для энергетики на металлической основе с включениями сверхтвердой углеродной фазы, полученные методом высокотемпературного статического прессования смесей металлических порошков и фуллеритов C60+C70. Установлено, что наличие в стали около 10 вес.% сверхтвердых углеродных частиц обеспечивает абразивную износостойкость в 4-5 раз выше по сравнению с известной износостойкостью сталью ШХ15.

Исследована кристаллографическая структура и установлены основные компоненты текстуры листов высокопрочных железокремнистых сталей контролируемой прокатки с различной температурой ее окончания. Текстура характеризуется неоднородным распределением ориентировок по сечению листа и меняется в широких пределах в зависимости от температуры окончания прокатки. Проанализированы закономерности распространения усталостных трещин в листах с различным типом текстуры.

Сформулированы требования к выбору температурных режимов прокатки, обеспечивающих создание благоприятной кристаллографической структуры. (ИМЕТ РАН) Для повышения безопасности и экономичности отечественных АЭС созданы и успешно внедрены циркониевые сплавы Zr-1,2Sn-1Nb-0,4Fe и Э635, никель-хром-молибденовый сплав ХНМ-1 («Бочваллой») и аустенитная комплексно легированная сталь ЭК-164, обладающая повышенной радиационной стойкостью в холодно-деформированном состоянии. Эти материалы позволяют повысить глубину выгорания топлива реакторов ВВЭР, РБМК и БН-600. Для повышения релаксационной стойкости пружинных узлов тепловыделяющих элементов и сборок внедряется новый никелевый сплав ХН40М5Т2ГЮБР. (ВНИИНМ) Керамические и другие неметаллические материалы Предложен метод динамической ионографии СВС-процессов, позволяющий путем расшифровки электрохрономограмм идентифицировать последовательность образования ионов реагентов и промежуточных продуктов в ходе химических реакций. Методом СВС получена минералоподобная керамика на основе породообразующего минерала пировскита и алюмосиликатов для иммобилизации высокоактивных отходов в ядерной промышленности. Этим же методом получены новые двуслойные функционально-градиентные материалы на основе моноборида титана с титановой связкой.

На основе СВСкерамики из карбида титана с градиентной пористостью созданы регенерируемые бактерицидные фильтры для эффективной очистки питьевой воды. Налажен выпуск малых серий фильтров, имеющих гигиеническое заключение и сертификат соответствия. (ИСМАН) Разработаны новое поколение шликерно-обжиговых покрытий для защиты изделий из углеграфитовых материалов и технологический регламент нанесения покрытия на поверхности из материала «Граурис».

Проведены исследования с целью определения влияния процесса нанесения покрытий на физико механические характеристики изделий. (ИХС РАН, ИТХ РАКА) Разработаны условия спекания нового теплоизоляционного материала на основе природного волластонита, спекающей добавки и неорганического связующего. Теплоизоляционный материал обладает открытой пористостью до 45% и высокой механической прочностью (до 57 Мпа). (ИХС РАН, ИПКМ РАН) В рамках международной программы ITER завершен этап исследования волоконно–оптических световодов из особо чистого кварцевого стекла КС–4В в сравнении с аналогичными изделиями ведущих отечественных и зарубежных фирм. Исследования проводились при повышенных интенсивностях и дозах ионизирующих излучений. Важнейшим преимуществом КС-4В по сравнению с образцами для «ядерной фиброскопии» (КУ-1, Suprasil F-300 и др.) является неизменяемость оптико-спектральных характеристик КС-4В после первого облучения дозой до 1 Mgy при уровнях - облучения до 11 Mgy и полная нечувствительность к повторным дозам облучения. (ИХС РАН, ИОФАН, РНЦ КИ) Разработаны легкодезактивируемые органосиликатные покрытия для специальной защиты оборудования в необслуживаемых помещениях, а также стен и потолков обслуживаемых помещений и помещений для постоянного пребывания персонала АЭС. Покрытия успешно прошли стендовые испытания, изготовлена опытно-промышленная партия легкодезактивируемых органосиликатных покрытий. (ИХС РАН, Завод им. Морозова) Конструкционные материалы для термоядерных реакторов В двухгрупповом приближении выполнены расчеты кинетики спада наведенной радиоактивности для сталей различного химического состава, облученных в спектре нейтронов ядерного реактора с плотностью = 1011 н/см2 в течение 30 лет. Определены пределы очистки безникелевой вольфрамсодержащей стали от примесей для конструкционных сталей первой стенки и дивертора: для достижения безопасного уровня наведенной радиоактивности после ~ 50 лет выдержки концентрация высокоактивируемых примесей должна быть снижена до значений 0,1-1 ppm.

Впервые сформулированы научнообоснованные требования к разработке химического состава и служебным свойствам малоактивируемых радиационностойких сталей бейнитного класса и сварочных материалов применительно к условиям работы элементов конструкций термоядерных реакторов (ТЯР) и ядерных реакторов деления, включающие в себя обеспечение возможности выплавки крупнотоннажного слитка, изготовление длинномерных заготовок, обеспечение прокаливаемости и свариваемости в различных толщинах, обеспечение необходимого уровня механических свойств в исходном и облученном состояниях и ускоренный спад наведенной радиоактивности. (ВНИИ КМ «Прометей») Разработана физическая модель радиационного упрочнения сталей и сплавов на основе альфа-железа, учитывающая влияние полей сжимающих упругих напряжений, создаваемых надразмерными примесями и когерентными предвыделениями, на эффекты взаимной рекомбинации вакансий и межузельных атомов.

Разработана модель и программное обеспечение для описания процессов радиационно стимулированного изменения микроструктуры сталей за счет эволюции частиц специальных карбидов (карбиды молибдена и вольфрама), существующих в материале до облучения, а также зарождения и роста новых частиц этих карбидов. Разработанная модель позволяет рассчитывать объемные плотности частиц специальных карбидов, средние размеры, а также функцию их распределения по размерам в зависимости от интенсивности, температуры и времени облучения. (ФТИ РАН) На основе разработанной ранее структурно-кинетической модели впервые показано определяющее влияние структурного состояния на коэффициент распыления аустенитных хромоникелевых дисперсионно твердеющих сталей и сплавов. На примере дисперсионно-твердеющей стали типа Х12Н23МТЧ обеспечено не только подавление радиационного распухания, но и в 4-5 раз ослаблено ионное распыление в сравнении с обычными твердорастворноупрочняемыми аустенитными хромоникелевыми сталями типа 18-8 и 15- применительно к работе первой стенки и других конструкций ТЯР. Учет установленных зависимостей распыления от изменяющейся структуры (от зарождения сегрегатов до коагуляции вторичных интерметаллидных фаз) в аустенитных сталях дал возможность создать модель процесса распыления и предложить перспективную кандидатную аустенитную сталь типа Х15Н14Т, имеющую повышенную длительную пластичность в сравнении со сталью Х12Н23МТЧ. (СПбГТИ (ТУ)) Химия высокочистых веществ Получены монокристаллы высокочистого моноизотопного кремния Si (99,86%) с суммарным содержанием примесей (кроме газообразующих) <10-5 ат.% и исследована его теплопроводность, которая при комнатной температуре на 60% превышает теплопроводность кремния природного изотопного состава.

При 77К теплопроводность моноизотопного кремния выше в 2,4 раза, максимальное увеличение теплопроводности – в 6 раз – достигается при 20К. Полученные результаты подтверждают предсказываемую теорией высокую теплопроводность высокочистого моноизотопного кремния и открывают перспективы для его практического применения в микроэлектронике.

Разработан способ изготовления многосердцевинных световодов квадратного сечения из халькогенидного стекла для систем передачи теплового изображения. Монолитный световод содержит двухслойные световоды квадратного сечения, расположенные относительно друг друга регулярно и эквидистантно по обоим направлениям поперечного сечения световода. Изготовлены опытные образцы световодов на основе стеклообразного As2S3, содержащие 8х8 и 16х16 двухслойных световодов размером 33х33 мкм и толщиной отражающей оболочки 3 мкм.

Разработан способ изготовления одномодовых и маломодовых световодов из сульфидных и сульфоселенидных стекол, основанный на вытяжке из двойного тигля. Из стекол систем As-S и As-S-Se изготовлены световоды с соотношением диаметров сердцевины и оболочки 1:12,5 и диаметром 250 и мкм, что обеспечивает одномодовый режим на длинах волн 3 мкм и выше. Оптические потери в световодах составляют менее 200 дб/км на спектральных участках 2,3-2,7;

3,5-3,9 и 4,4 – 4,9 мкм.

Разработаны одномодовые волоконные световоды на основе высокочистого кварцевого стекла, легированного оксидом иттербия. Световоды использованы при разработке волоконного лазера на 980 нм с рекордно высокой мощностью для этой длины генерации – 800 мВт. (ИХВВ РАН, НЦВО при ИОФ РАН) Разработаны методы получения высокочистых моноизотопных соединений кремния – силана и трихлорсилана. Исходным соединением является моноизотопный фторид кремния. Разрабатываемая схема основана на гидрировании SiF4 алюмогидридами металлов с получением моносилана и его последующим селективным каталитическим гидрохлорированием в трихлорсилан. Получены образцы моноизотопного моносилана и трихлорсилана в количестве 1 кг. (ГНЦ ГНИИХТЭОС) Проведены исследования финишной очистки дистиллированной воды методами гидроионной конвекции и высокоэффективной бактерицидной обработки с использованием в качестве материала аппаратуры фторполимеров Ф-4, Ф4МБ и Ф-50. Получена высокочистая вода с содержанием ионных микропримесей на уровне 10-8 – 10-9 % масс, содержание микрочастиц размером 0,1-0,3 мкм не более частиц в 1 мл. (ИРЕА) Разработана и создана опытная установка для получения изопропилата алюминия особой чистоты производительностью до 5 тонн в год. Полученные из изопропилата алюминия жидкофазным гидролизом с последующей термообработкой партии особочистого оксида алюминия с содержанием примесей на уровне 10-5 – 10-6 % масс. Успешно испытаны в производстве алюминийсодержащих монокристаллов: иттрий алюминиевые гранаты, лейкосапфиры. (ИРЕА, ГИРЕДМЕТ) Изучены люминесцентные свойства нановключений (квантовых точек) кремния в матрице двуокиси кремния. Данный материал перспективен для создания оптоэлектронных приборов. Установлено, что имплантация в кремний фосфора приводит к существенному усилению фотолюминесценции при 700- нм, а имплантация бора к снижению фотолюминесценции. Показано, что эффект усиления фотолюминесценции обусловлен пассивирующим влиянием атомов фосфора и их донорными свойствами.

Снижение фотолюминесценции при введении примеси бора связано с размерным фактором – несоответствием атомных радиусов бора и кремния. (НИФТИ при ННГУ) Физико-химические основы полупроводникового материаловедения Исследованы свойства границ раздела кремний-кремний, кремний-оксид кремния, реализованных при создании структур кремний-на-кремнии и кремний-на-изоляторе методом прямого сращивания кремния.

Предложены два новых метода электрической характеризации кремниевых структур, основанные на измерении их квазистатических ВАХ и частично-зависимого импеданса.

С помощью оригинальной технологии создания структур кремния – на изоляторе получены ультратонкие, рекордные по толщине (до 3 нм) сплошные монокристаллические пленки кремния на стандартных окисленных кремниевых пластинах. Тестовые структуры обладают высокими электрофизическими характеристиками, пригодными для изготовления глубоко субмикронных полевых транзисторов. Обнаружен и исследован эффект замедления термического окисления наноструктур, открывающий возможность прецизионного изготовления квантовых электронных приборов. Разработан метод и с помощью электронной литографии созданы наноразмерные структуры, в частности, полевые транзисторы со щелевыми затворами, необходимые для наблюдения одноэлектронных эффектов. (ИФП СО РАН) На основе комплексного изучения теплофизических, термоэлектрических свойств, фазовых равновесий и процессов кристаллизации разработана технология получения однородного по объему, термостойкого, высокотемпературного, термоэлектрического материала n-типа на основе системы диспрозий-гадолиний сера с коэффициентом добротности при 900-1200К существенно превышающим коэффициент добротности высокотемпературных кремний–германиевых термоэлектрических материалов. (ИФ ДНЦ РАН) Теоретические основы химической технологии Разработан высокоэффективный гибридный процесс разделения водноорганических и органических смесей (в том числе азеотропных), основанный на объединении мембранных методов разделения с вакуумной дистилляцией и фракционной кристаллизацией из расплава.

Проведено детальное описание особенностей нелинейных эффектов (кавитации) в жидкостях различной природы, предложены принципы построения и разработаны новые типы ультразвуковых колебательных систем (преобразователь – волновод – излучатель) для эффективной обработки жидкофазной нагрузки, созданы ультразвуковые реакторы для эмульгирования, экстракции, обработки легкоплавких металлов, диспергирования твердых частиц и других физико-химических процессов. (ИОНХ РАН) Предложены новый подход к анализу внутреннего трения жидкостей и уравнение взаимосвязи между характеристиками внутреннего трения и объемными свойствами жидкостей в широком интервале параметров состояния, позволяющее проводить прогнозные оценки вязкости жидкостей.

Установлены основные закономерности переноса заряженных частиц через границу раздела фаз раствор – плазма, разработаны компьютерные модели возникновения неустойчивостей гетерогенных процессов плазменного модифицирования полимерных материалов. (ИХР РАН) Изучен механизм спонтанной агломерации при кристаллизации веществ из движущихся маловязких сред с высоким пересыщением. Сформулированы правила отбора конфигураций, приводящих к ограненным агломератам. Получены агломераты нанокристаллов гетита в форме полых сфер, -Fe в форме нитей и оксида алюминия в виде трубок. (МГУ) Разработаны модель и метод получения вспененных материалов (пенополиуретана) по безфреоновой технологии, основанной на насыщении одного из компонентов (полиэфира) пузырьками газа. Модель содержит детальное описание процессов роста и отрыва пузырьков от микропор, а также массообмена, обусловленного растворением газов в полиэфире.

Разработана комплексная методика бесконтактного оптического исследования особенностей межфазного массопереноса в системе газ-жидкость, включающая голографическую интерферометрию, поляризационную микроскопию, теневой метод и модифицированный метод спектроскопии поверхностных флуктуаций. Изучена эволюция приповерхностного слоя и процессы развития неоднородностей при абсорбции, десорбции и хемосорбции различных газов. (МГУИЭ) На основе методов термодинамики необратимых процессов предсказана возможность возникновения колебательных режимов при кристаллизации, получены законы сокристаллизации примеси для трех случаев: полного термодинамического равновесия, равновесия по основному компоненту, равновесия по примеси, исследована устойчивость процесса синтеза фосфита натрия. (РХТУ) БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ [Председатель экспертного совета по биологическим наукам, вице-президент РАН академик Р.В.Петров] ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ [Академик-секретарь Отделения академик В.Т.Иванов] Биоорганическая химия Методом рентгеноструктурного анализа на атомном уровне определена трехмерная структура открытой ранее в ИБХ РАН дуоденазы - одного из ферментов пищеварительного каскада млекопитающих. Детально изучены особенности пространственной организации данного белка и его активного центра. Полученные данные позволили объяснить природу двойной специфичности фермента(расщепляющего связь как между Arg и Lys, так и между Tyr и Phe) и подойти к направленному конструированию эффективного ингибитора.

(ИБХ РАН) Определена пространственная структура рибосомного белка Tl5 из Thermus thermophilis с фрагментом 5S рибосомной РНК из E.coli. (ИБ РАН) Определена пространственная структура (разрешение 1,7 анстрема) рекомбинанта Са2+-регулируемого фотобелка обелина из морского биолюминесцирующего гидроидного полипа Obelia longissima. (ИБФ СО РАН) Методом рентгеноструктурного анализа с использованием синхротронного излучения определена с разрешением 2,5 ангстрема пространственная структура агглютинина рицина - одного из рибосом инактивирующих белков. (ИКАН) Обнаружено, что токсин ВеКм-1 из яда скорпиона является селективным ингибитором ERG калиевых каналов, определяющих мембранный потенциал сердечной мышцы. Нарушение работы ERG каналов приводит к заболеванию сердца (LQT-синдрому). Токсин ВеКм-1 - первый обнаруженный селективный ингибитор ERG каналов. (ИБХ РАН) Установлено, что дифференцирующая активность открытого в ИБХ РАН фактора дифференцировки (HLDF) определяется наличием в его составе 6-членного пептида, полностью воспроизводящего дифференцирующую и антипролиферативную активности фактора. Показано, что помимо указанных активностей HLDF обладает способностью гидролизовать ДНК и РНК и участвует в процессе апоптоза.

Идентифицирован 8-членный фрагмент молекулы HLDF, присутствие которого обусловливает его свойства неспецифической нуклеазы. (ИБХ РАН) Разработан новый метод избирательного расщепления гликозидных связей с помощью безводной трифторметансульфоновой кислоты и продемонстрированы его существенные преимущества по сравнению с применявшимися ранее методами. С использованием нового метода установлены структуры четырех полисахаридов бактерий Proteus, Pseudoalteromonas и Vibrio cholerae. (ИОХ РАН) Осуществлен многостадийный химический синтез пяти стереоизомеров 5,7-диацетамидо-3,5,7,9 тетрадезоксинонулозоновых кислот, важных компонентов О-антигенных полисахаридов ряда патогенных бактерий, в частности Legionella pneumophila, возбудителя "болезни легионеров". Сравнение спектров ЯМР синтетических нонулозоновых кислот с данными для природных легионаминовой и 4-эпи-легионаминовой кислот показало, что приписываемые ранее природным соединениям L-глицеро-D-галакто- и L-глицеро-D тало-конфигурации являются ошибочными и должны быть изменены на D-глицеро-D-галакто- и D-глицеро D-тало-конфигурации, соответственно. (ИОХ РАН, совместно с Исследовательским центром Борстеля, ФРГ) Осуществлен систематический синтез ряда линейных и разветвленных фрагментов фукоиданов и проведено исследование их биологической активности как ингибиторов взаимодействия фукоиданов с L- и P-селектинами. (ИОХ РАН) Осуществлен синтез азольных производных гемина и показано наличие у них антиоксидантной активности, что открывает перспективы создания на их основе лекарственных препаратов. (МГАТХТ) С целью создания синтетической пептидной вакцины против менингококкового менингита В синтезирован и подробно охарактеризован широкий набор фрагментов белков внешней мембраны менингококка. Среди них обнаружены пептиды, обладающие защитной активностью и являющиеся природными эпитопами менингококка, что создает основу для разработки вакцины на их основе. (ИБХ РАН) В ряду 11-дезоксипростагландинов обнаружен аналог, при меньшей токсичности превосходящий по эффективности в 2 раза известный простагландин противоязвенного действия мизопростол. (ИОХ УНЦ РАН) Разработаны способы получения и очистки пектинолитических ферментов из гриба Aspergillus niger и из коммерческих ферментных препаратов. Получение пектиназы не содержат углеводных примесей и превосходят известные аналоги по удельной полигалактуроназной активности.

Установлена частичная структура ряда пектиновых полисахаридов: лемнана из ряски, силенана из смолевки и танацетана из пижмы. (ИФ Коми НЦ УрО РАН) Биохимия Из солетолерантных дрожжей Rhodotorula glotinis выделены две вольфрам-содержащих нитратредуктазы с молекулярной массой 230 КДа и более 700 КДа. Все описанные ранее нитратредуктазы эукариот и прокариот содержат в активном центре молибден. (ИНБИ РАН) Обнаружен новый механизм анаэробной биокоррозии металлов с участием гидрогеназ. На примере кадмия показано катализируемое ферментом безмедиаторное окисление металлов, сопряженное с образованием водорода. (ИНБИ РАН) Проведено исследование механизма каталитического действия антитела, полученного как антиидиотип к ацетилхолинэстеразе. Установлена первичная структура, идентифицирован активный центр.

Сравнение структур активных центров абзимов с эстеролитической активностью, полученных как антиидиотипические антитела к эстеразе и идиотипические антитела на аналог переходного состояния реакции, продемонстрировало идентичность активных центров и близость пространственных структур, что свидетельствует о структурной конвергации биокатализаторов. (ИБХ РАН) На основе анализа пространственной структуры Glu, Asp-специфической протеиназы Bacillus intermedius и изучения свойств ее модифицированных вариантов предложена новая модель функционирования бактериальных глутамилэндопептидаз, базирующаяся на существенной роли совокупности дальних электростатических взаимодействий. (ИМГ РАН совм. с ИКАН, ГУП «НИИГенетика», химический факультет МГУ и кафедра микробиологии КГУ) Открыто явление мицеллярного окислительного нитрозилирования. Показано, что в отличие от гомогенных водных растворов, в гетерогенных средах N2О3 является не единственным, а во многих случаях и не основным нитрозилирующим интермедиатором. Выявлен механизм влияния температуры на NO зависимые процессы in vivo. (ИМГ РАН) Установлены молекулярно-генетические и биохимические основы образования антифосфолипидных антител у человека при персистенции микоплазм. (КИББ КазНЦ РАН) Показано, что воздействия на маутнеровские нейроны токсинов, выделенных из яда скорпиона, которые избирательно полимеризуют или деполимеризуют актин, специфически изменяют проводимость химических синапсов и делают их соответственно резистентными или уязвимыми к утомляющей стимуляции. (ИТЭБ РАН совместно с ИБХ РАН) Обнаружено, что пальмитиновая и стеариновая жирные кислоты обладают уникальным свойством связывать ионы кальция и увеличивать неспецифическую проводимость мембраны. Показано участие этих кислот в формировании циклоспорин-чувствительной Са2+-активируемой пры, образование которой, по современным представлениям, приводит к выходу из митохондрий белков, активирующих апоптоз в клетке.

(ИТЭБ РАН) Выделены, очищены и охарактеризованы четыре фермента 3-хлоркатехольной ветви модифицированного орто-пути Rodococcus opacus1 CP, выращенного на 2-хлорфеноле. Показано, что для разложения ксенобиотика 2-хлорфенола Rodococcus opacus1 CP заимствует фермент (хлоро)муконолактонизомеразу классического орто-пути метаболизма. (ИБФМ РАН) Показано, что в клетках археи Halobacterium salinarium в условиях высокого содержания солей в среде присутствует относительно большое количество неорганических полифосфатов, содержание которых меняется в зависимости от стадии роста, однако, основным резервом фосфора у этих организмов является ортофосфат. (ИБФМ РАН) Получены в индивидуальном состоянии и охарактеризованы катионные ингибиторы протеиназ из семян гречихи BWI-1c, BWI-2c, BWI-3c и BWI-4с. Определены N-концевые аминокислотные последовательности этих ингибиторов. Установлено, что два первых ингибитора подавляют активность протеиназ, секретируемых патогенными грибами, а два последних - активность бактериальных протеиназ. (НИИ ФХБ МГУ) Обнаружен и исследован новый класс специфических регуляторов формирования трехмерной структуры белков - фолдинг-ассистирующие антитела. (ИНБИ РАН) Получен и охарактеризован мутантный цитохром С, высокоэффективный в переносе электронов по дыхательной цепи и антиоксидантых эффектах, но полностью лишенный способности катализировать одну из реакций апоптозного каскада. Таким образом открылась возможность раздельного изучения функций цитохрома С в энергетике клетки и запрограммированной смерти клеток. (НИИ ФХБ МГУ) Установлен новый тип потеолитического процессинга урокиназы под действием плазмина, в результате которого образуется форма урокиназы, лишенная «ростового» домена, характеризующаяся высокой скоростью интернализации клетки. (РКНПК МЗ РФ) Молекулярная биология и генетика Определена полная последовательность генома одного из самых больших вирусов - бактериофага фKZ, инфицирующего патогенные бактерии Pseudomonas aeruginosa. Двунитевая линейная ДНК имеет 280334 пар оснований и содержит 298 открытых рамок считывания, кодирующих белки, содержащие от 50 до аминокислотных остатков, а также 6 собственных тРНК. (ИБХ РАН совместно с ГУП «НИИГенетика» и Католическим университетом, Бельгия) Создан новый метод, позволяющий производить исследовательские серии биочипов (до нескольких сотен в день), выявляющих устойчивость микобактерии туберкулеза к антибиотику рифампицину. Создан биочип, позволяющий определять видоспецифичность вируса оспы. (ИМБ РАН) На основе анализа маркеров Y-хромосомы человека показано, что современный генофонд мужчин европейцев сводится к 10 независимым родословным, две из которых несут след древних палеолитических предков, проживавших в районе Пиреней и Центральной Европы. Остальные линии Y-хромосомы имеют более позднее неолитическое происхождение и возникли в районе Ближнего Востока. (ИМГ РАН совместно со Стэнфордским университетом, США) Обнаружено явление аутогенной регуляции экспрессии гена, основанной на образовании кодируемой двунитевой РНК. (ИМГ РАН) Показана способность протеинкиназы MAK-V взаимодействовать с рабаптином-5 (белком, вовлеченным в эндоцитоз), а также регулировать уровень эндоцитоза в жидкой фазе. Продемонстрирована локализация протеинкиназы MAK-V на везикулярных структурах в клетках, предположительно эндосомах.

Идентифицированы и клонированы кДНК двух новых изоформ рабаптина-5. Обнаруженные различия в свойствах изоформ в способности связывать малые ГТФазы позволяют предположить их модулирующую роль в процессах слияния ранних эндосом и возврата эндосом к клеточной поверхности. (ИБГ РАН) Показана повышенная склонность к апоптозу культивируемых клеток феохромацитомы крысы, трансфецированных мутантными генами пресенилина 1, ассоциированными с болезнью Альцгеймера. (ИМГ РАН) Показано, что ретротранспозон мдг4, который является первым детектированным ретровирусом беспозвоночных, может переноситься путем вирусной инфекции между эволюционно удаленными видами дрозофилы. (ИМБ РАН) Установлено, что в потомстве определенных линий дрозофил после их скрещивания возникают разнообразные хромосомные перестройки, обусловленные активацией нескольких семейств мобильных элементов. Обнаруженное явление позволяет постулировать решающую роль мобильных элементов в сальтационном («взрывном») видообразовании у высших организмов. (ИБК РАН) Показано, что теломеры дрозофилы удлиняются в основном в результате рекомбинации и генной конверсии, а не транспозиции мобильных элементов, как предполагалось ранее. (ИБГ РАН) Разработан метод (А-В ПЦР), позволяющий выявлять и клонировать тРНК-родственные ретропозоны (мобильные генетические элементы) из геномов высших организмов. Метод основан на амплификации с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) участка ретропозона, расположенного между двумя частями (А и В) промотора РНК-полимеразы III, которые разделены 30-40 парами нуклеотидов. С помощью А-В ПЦР показано широкое распространение тРНК-родственных ретропозонов среди позвоночных и беспозвоночных животных, а также растений. (ИМБ РАН) Изучена субстратная специфичность интегразного домена ретротранспозона мдг4 (gypsy). Выделен и охарактеризован уникальный промотор LINE генома человека, обладающий повышенной транскрипционной активностью в опухолевых клетках Hela. Методом транзиентной экспрессии с репортерными генами показано, что его активность равна активности ранее выделенных копий промотора LINE, приводящих к развитию ряда тяжелых генетически обусловленных заболеваний человека. (ИБФМ РАН) В геноме микоплазмы Acholeplasma laidlawii, инфицирующей клетки человека, животных и растений идентифицированы нуклеотидные последовательности, гомологичные гену dxr, ответственному за синтез циклопирофосфат метилэритрит-подобных соединений, принимающих участие в антиоксидантной защите у некоторых бактерий, персистирующих в организме млекопитающих и человека. (КИББ КазНЦ РАН) Разработан новый метод сравнения первичных структур белков, позволяющий восстанавливать «биологически правильное» выравнивание. Использование предложенного метода существенно повышает точность распознавания участков белков, имеющих сходную пространственную структуру, и позволяет значительно сократить время вычислений. (ИМПБ РАН совместно с ИМБ РАН) Установлено, что синтез рибосомно-ассоциированного белка Y индуцируется понижением температуры (белок холодового шока бактерий). Показано, что он ингибирует трансляцию на стадии элонгации, препятствуя связыванию аминоацил-т-РНК в А-сайт рибосомы. (ИБ РАН) Показано, что основной белок информосом р50 регулирует время жизни мРНК в клетке и ее активность в белковом синтезе. (ИБ РАН) Разработан метод выращивания колоний ДНК в слое полиакриламидного геля. Метод позволяет клонировать гены вне клетки и обнаруживать одиночные молекулы ДНК, что создает предпосылки для кардинального усовершенствования методов клонирования, а также диагностики вирусных инфекций и раковых заболеваний. (ИБ РАН) Завершено систематическое исследование по межвидовой комплементации всех 12 субъединиц РНК полимеразы 11 Schizosacchаromyces pombe в клетках дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Сравнительный функциональный анализ ферментов двух эволюционно далеких эукариотических организмов позволил выявить, что 9 мелких субъединиц РНК-полимеразы 11 Sch.pombe могут успешно функционировать в составе аналогичного фермента Scac.cerevisiae. (ИБХ РАН) Осуществлена разборка 40S субчастицы рибосом человека на 18S рРНК и белки. Определена последовательность отщепления рибосомных белков от субчастицы при возрастающей концентрации моновалентных катионов. Показано, что рибосомы человека гораздо более чувствительны к действию моновалентных катионов по сравнению с бактериальными рибосомами, что свидетельствует о более слабом удержании рибосомных белков на 18S рРНК в 40S субчастице и, следовательно, о более сложном пути сборки рибосомных субчастиц в клетках млекопитающих по сравнению с клетками бактерий. (НИБХ СО РАН) Выделены РНК, обладающие высоким сродством к факторам терминации трансляции человека.

Установлена нуклеотидная последовательность этих РНК и показано, что они ингибируют активность факторов еRF1 и еRFЗ в реакциях терминации и ГТФазного гидролиза. (ИМБ РАН совместно с лабораториями США, Франции и Дании) Предложен новый способ паспортизации и идентификации штаммов микроорганизмов путем присвоения им уникальных генетических штрихкодов, количество вариантов которых для анализируемого диапазона фрагментов ДНК доходит до гугола комбинаций. (ИБиГ УНЦ РАН) Разработаны алгоритмы и создано программное обеспечение для проведения объемных расчетов, связанных с анализом больших объемов генетической информации, в режиме параллельной обработки на кластере компьютеров локальной сети. На основе созданной системы функционирует WWW-сервер, осуществляющий в режиме параллельных расчетов на кластере компьютеров обработку запросов по совмещенному поиску документов по описательной части и гомологичности нуклеотидных/аминокислотных последовательностей (поиск гомологий осуществляется с помощью программного обеспечения BLAST из NIH). (ИМБ РАН) Биологическая физика Разработан новый подход к решению фазовой проблемы рентгеноструктурного анализа макромолекул, позволяющий проводить начальную стадию исследования структуры в отсутствии изоморфных производных и известных гомологичных структур. Основой подхода является использование топологических характеристик областей высокой электронной плотности в кристаллах белков в качестве критерия для анализа возможных решений фазовой проблемы. (ИМПБ РАН) Показано, что замена воды в белковых кристаллах на органические растворители может приводить к качественно отличному поведению упругого модуля кристаллов без существенного изменения их рентгеновской структуры. Практическая значимость работы состоит в выявлении факторов, ответственных за динамические свойства белков и ингибирование активности ферментов в органических растворителях.

(ИТЭБ РАН) Разработан метод теоретического анализа сети путей сворачивания - разворачивания белков. Метод, примененный к расчету скоростей сворачивания и раворачивания небольших белков и пептидов вблизи точки термодинамического равновесия нативной и равернутой структуры, показал 80% корреляции с экспериментальными данными. (ИБ РАН) Построена микроскопическая модель конформационной динамики белка, объясняющая температурную зависимость конформационного движения в белках, в частности, при переходе от жидкообразного поведения к стеклоподобному, а также изменение конформационной динамики белка при его дегидратации, связанной со сжатием третичной структуры. (КИББ КазНЦ РАН) Из анализа строго равновесных кривых плавления определены энтальпия, энтропия и свободная энергия стабилизации триплексов ДНК с пептидно-нуклеиновой кислотой (ПНК), что продемонстрировало их исключительную стабильность, превышающую стабильность дуплексов ПНК/ДНК в 2-3 раза. (ИМГ РАН) Установлено, что при образовании комплексов с катионными липидами термостабильность ДНК увеличивается за счет внедрения молекулы ДНК между липидами в бислое. Это позволяет проектировать структуры для медицинских целей и в, частности, для генной терапии. (ИТЭБ РАН) Теоретически и экспериментально исследованы кинетические изменения спектральной зависимости поглощения и рассеяния света фрактальными кластерами, сформированными из золотых наночастиц (5 30нм) и их биоспецифических конъюгатов. Впервые обнаружена корреляция между тремя типами структуры агрегатов и соответствующих им спектров поглощения и зависимость спектральных свойств агрегатов от размера первичных мономеров.

Установлены адьювантные свойства частиц коллоидного золота, что может служить основой для его применения при производстве вакцин нового поколения. (ИБФРМ РАН) Показано, что слабые комбинированные: постоянные и переменные магнитные поля способны активировать процессы гидролиза белков и пептидов в водных растворах. (ИБК РАН) Установлено, что замена валина 157 на тирозин в L-субъединице реакционного центра Rhodobacter sphaeroides (произведенная методом направленного мутагенеза на основе сконструированной генетической системы) приводит к изменению спектра поглощения первичного донора электрона. (ИФПБ РАН) Показано, что при криогенных температурах оптимальный процесс разделения зарядов в реакционных центрах фотосинтезирующих бактерий реализуется за один период когерентной осцилляции электрона между донором и акцептором. (ИФПБ РАН) Идентифицированы метаботропные пуринорецепторы Р2Y-типа во вкусовых рецепторных клетках (ВРК) млекопитающих. Показано, что связываясь с такими рецепторами, АТФ и другие нуклеотиды вызывают кратковременное повышение концентрации Са2+ в цитоплазме ВРК и активацию Са2+-зависимых Cl-каналов, что характеризует молекулярные механизмы вкусовой трансдукции. (ИБК РАН) Показано, что в верхних дыхательных путях млекопитающих основным антиоксидантом является идентифицированный ранее секреторный 28 кДа 1-Cys пероксиредоксин. Полученный рекомбинантный человеческий 1-Cys пероксиредоксин имеет антиоксидантные характеристики, близкие к естественному, и его аппликация в трахею в первые часы после химического и теплового ожогов органов дыхания эффективно защищает эпителий тканей от разрушения. (ИБК РАН) Выявлена роль деформационно-зависимых элементов регуляторной системы в синхронизации автоколебаний контрактильной активности, электрических потенциалов и химических регуляторов сократительного аппарата плазмодия Physarum polycephalum. Полученные данные важны для выяснения природы клеточного осциллятора и построения теории локомоции клеток с амебоидным типом подвижности. (ИТЭБ РАН) Предложена концепция «Консилиума» трех поколений алгоритмов компьютерной кардиодиагностики для идентификации электрофизиологического состояния миокарда с использованием биофизических моделей электрической активности сердца. Результаты представляют интерес для разработки новых наукоемких технологий в области компьютерной электрокардиологии. (ИТЭБ РАН) Экспериментально подтверждена возможность реконструкции субъективных количественных сенсорных шкал для ощущений различных модальностей. Разработаны инструментальные методы исследования восприятия тяжести мышечным анализатором и высоты тона и направления на звуковой источник слуховым анализатором. Продемонстрировано соответствие шкал, построенных инструментальным методом, и шкал, построенных классическим психофизиологическим методом. (ИПФ РАН) В рамках реконструкции пространственного распределения упругих свойств мягких биологических тканей по данным их статического деформирования проведена трехмерная реконструкция упругих свойств неоднородного тканеподобного фантома по данным о смещениях, полученным при помощи ЯМР.

Результаты совпадают с данными независимых измерений. (ИМПБ РАН) Методом математического моделирования показана возможность распространения волн активности в системе связанных инсулинсекретирующих бета-клеток. Продемонстрирована роль волн активности как сигналов, координирующих секрецию инсулина в системе. Полученные результаты важны для понимания механизмов нормальной секреции инсулина и могут иметь непосредственное приложение в биомедицине.

(ИБК РАН) Открыты новые короткие изоформы тайтина - основного саркомерного цитоскелетного белка на конечных стадиях кардиомиопатии, появление которого вызывает нарушение структуры саркомера и ослабление сократительной способности миокарда. Предлагается использовать появление коротких изоформ тайтина как прогностического показателя развития болезни. (ИТЭБ РАН) Создана математическая модель непрерывного вертикального распределения биологических, химических и гидрофизических компонентов экосистемы соленого озера Шира, позволяющая объяснить наблюдаемое в этой экосистеме устойчивое заглубленное (на 10 - 11м) цветение цианобактерий Lyngbia contorta на основе явления фотоингибирования и лимитирования первичной продукции светом. (ИБФ СО РАН) Радиобиология Разработан алгоритм численного моделирования формирования радиационно-индуцированных внутрихромосомных обменных аберраций (интерстициальных фрагментов, центрических колец). С помощью этого алгоритма рассчитаны дозовые кривые для альфа- и рентгеновского излучения для разных структурных состояний хромосом. Расчетные кривые качественно и количественно согласуются с наблюдаемыми экспериментально для случая, когда хромосома находится в конденсированном состоянии.

(ИБХФ РАН) Обнаружено, что радиочувствительность клеток дрожжей Saccharomyces cerevisiae с мутацией двух генов CDC28/SRM5 и RAD53 выше, чем у одиночных мутантов и носит аддитивный характер. (ИМГ РАН совместно с ОИЯИ) Показано, что выход прямых мутаций в с-гене внеклеточного фага c/857, облученного гамма-квантами, на хозяйских клетках - двойных мутантах mutM mutY в 8 раз выше, чем на одиночных мутантах. (ПИЯФ РАН) Установлена возможность возникновения повышенной нестабильности в последовательностях ДНК, ассоциированных с микросателлитами в соматических клетках потомства мышей самцов, подвергнутых хроническому гамма-облучению в малых дозах. Наблюдаемая нестабильность обусловлена закреплением нарушений в ДНК половых клеток самцов. (ИТЭБ РАН) Обнаружено, что изначально однородная популяция, полученная в культуре из одной облученной клетки (0,5 и 3 Гр, фибробласты китайского хомячка и клетки HeLa), по мере роста приобретает значительную гетерогенность по частоте клеток с повреждениями генетического аппарата. Это показывает, что нестабильность генома возникает de novo. (ИХФ РАН) Показана высокая несбалансированность генома (вариабельность числа хромосом на ядро, изменения цитометрических гистограмм) в клетках V-79 китайского хомячка и их потомках, в течение 35 генераций, подвергавшихся бета-облучению в малых дозах. (ПИЯФ РАН) При исследовании способности клеток (лимфоциты крови человека) к адаптивному ответу обнаружен феномен гиперчувствительности после гамма-облучения в малой дозе (0,05 Гр, выявляющая доза 1 Гр через 5 час). (ИХФ РАН) С помощью гамма-спектрометрического анализа проб водных растений р. Енисей в районе промзоны Красноярского ГХК выявлен широкий спектр долгоживущих и короткоживущих техногенных радионуклидов. Этот факт свидетельствует о продолжающемся сбросе воды охлаждения действующего реактора КГХК в р. Енисей. Максимальная удельная активность большинства радионуклидов отмечена для Fontinalis antipyretica (мох водный). (ИБФ СО РАН) Клеточная биология и иммунология. Строение и функции биологических мембран Установлено, что последовательность событий в активности одиночных Са2+-активируемых калиевых каналов в почечных клетках Vero является не случайной, а скоррелированной во времени с признаками детерминированности. Это имеет важное значение в исследовании механизмов работы канального белка.

(ИБК РАН) Показано, что взаимодействие крингл-домена урокиназы с неизвестным участком связывания на клеточной мембране приводит к стимуляции миграции клеток. (РКНПК МЗ РФ) Проведено систематическое исследование связей между строением дикатионных блокаторов и их действием на НМДА и АМПА подтипы глутаматных рецепторов, которое дало возможность построить топографическую модель участков их каналов, взаимодействующих с молекулами блокаторов. (ИЭФБ РАН) При исследовании роли кортикального цитоскелета в регуляции натриевых каналов в невозбудимых клетках получены прямые доказательства связи сборки-разборки примембранного актина с активацией и инактивацией каналов. (ИНЦ РАН) Установлено, что адсорбция на поверхности мембран многовалентных катионов с высоким сродством к фосфолипидам изменяет структуру липидного бислоя в области его границ с раствором электролита. Тем самым такие ионы могут рассматриваться как важный неспецифический фактор, опосредованно регулирующий работу мембранных белков. (ИЭЛ РАН) Получены прямые экспериментальные доказательства наличия молекулярного комплекса, включающего в себя специализированный высокоселективный кальциевый канал низкой проводимости и рецептор инозитолтрифосфата, расположенный в мембране эндоплазматического ретикулума, прилегающей к плазматической мембране. Активация каналов Са2+ входа осуществляется путем белок-белкового взаимодействия и находится под негативным контролем другого фосфоинозитида - продукта активации мембранного фермента фосфолипазы С. (ИНЦ РАН) Показано наличие характерных кариотических особенностей в "безмаркерных" клеточных линиях (БКЛ) человека и животных как особых биологических системах:для выживания клеточных популяций in vitro необходимо существование в них в определенном соотношении клеток с разными структурными вариациями кариотипа. Выдвинуто предположение, что закономерности количественной и структурной кариотипической изменчивости в БКЛ при длительном культивировании представляют собой проявления единой клеточно-популяционной функции в различных степенях выражения. (ИНЦ РАН) Выяснено, что сразу после УФ-облучения клеток человека репарационный синтез ДНК идет в ограниченном числе хромосомных доменов. Эти домены были визуализированы не только в интерфазном ядре, но и на метафазных хромосомах. Показано, что многие фокусы репарации локализуются в R-дисках.

(ИНЦ РАН) Выявлена цитолитическая активность ДНК-гидролизирующих аутоиммунных антител. Установлен факт проникновения флюоресцеин-меченных антител в ядра опухолевых клеток. Показано, что каспаза- участвует в передаче цитолитического сигнала, индуцированного аутоиммунными антителами. (ИБГ РАН совместно с ИБХ РАН) Эспериментально подтверждено существование семейства генов млекопитающихся, имеющих лизоцим подобный домен. Клонирован новый ген tag L - представитель этого семейства. Продемонстрировано участие tag L в неспецифическом и приобретенном иммунном ответе организма. (ИБГ РАН) Продемонстрировано, что нелимфоидные культивируемые клетки обладают особым молекулярным механизмом контроля клеточной совместимости. (ИБГ РАН) Получены новые данные о роли просом в регуляции клеточной активности. Показано ядерно цитоплазматическое перераспределение просом при действии эпидермального фактора роста. Установлено, что просомы связаны с ядерным матриксом в пролиферирующих и дифференцирующихся клетках. 50% связанных с ядерным матриксом просом могут быть солюбилизированы при обработке РНКазой.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.